薄层合板单面贴补修理拉伸性能研究

论文摘要

贴补修理是工艺简单、应用较广的复合材料结构修补技术。对含有孔穿透损伤的复合材料层合板单面贴补修理试验件进行拉伸试验,保持补片的铺层顺序、厚度不变,改变补片的直径,考察补片直径对单面贴补修理效果的影响,并根据试验过程中采集的试验件相应位置的应变数据以及载荷位移曲线分析其失效机理。结果表明,单面贴补修理试验件的强度恢复率约为34%～50%,且贴补修理对于含穿透孔损伤层合板的刚度具有一定的恢复作用,而且随着补片直径的增大,强度恢复率增高。当补片直径较小时,胶层先于母板发生破坏,此时的修理效果不明显;当补片直径增大到一定程度后,胶层承载能力较高,此时贴补修理对损伤件的拉伸强度有一定的提高作用。在试验基础上建立了有限元模型,能有效预测贴补修理件的破坏模式、拉伸强度,并可分析得到试验件的应力分布;改变有限元模型参数,研究最佳效果的补片尺寸与损伤孔径之间的关系。结果表明,当补片直径比损伤孔径大30 mm～40 mm时可获得较高的修理效率。为复合材料层合板设计贴补修理方案提供了参考。

论文目录

• 1 前言
• 2 试验
•   2.1 试验对象
•   2.2 试验条件
•   2.3 试验结果与分析
•     2.3.1 破坏模式
•     2.3.2 强度恢复率
•     2.3.3 载荷位移曲线分析
•     2.3.4 应变数据分析
• 3 有限元分析
•   3.1 有限元模型
•   3.2 损伤判据
•     3.2.1 复合材料损伤判据
•     3.2.2 胶层的损伤判据
•   3.3 有限元计算结果
•     3.3.1 破坏模式分析
•     3.3.2 强度对比分析
•     3.3.3 应力分布分析
•     3.3.4 补片尺寸优化设计
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 范鎔韬,关志东,黄永杰,苏雨茹

关键词: 贴补修理,复合材料层合板,拉伸性能,强度恢复率,有限元模型

来源: 玻璃钢/复合材料 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 北京航空航天大学航空科学与工程学院

分类号: TB332

页码: 83-90

总页数: 8

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