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飞机用复合材料斜胶接修补结构的冲击损伤

刘斌 徐绯 司源 钟小平 卢智先

刘斌, 徐绯, 司源, 等. 飞机用复合材料斜胶接修补结构的冲击损伤[J]. 复合材料学报, 2018, 35(10): 2698-2705. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20171220.001
引用本文: 刘斌, 徐绯, 司源, 等. 飞机用复合材料斜胶接修补结构的冲击损伤[J]. 复合材料学报, 2018, 35(10): 2698-2705. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20171220.001
LIU Bin, XU Fei, SI Yuan, et al. Impact damage of composite scarf bonded repair structure for aircraft[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2018, 35(10): 2698-2705. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20171220.001
Citation: LIU Bin, XU Fei, SI Yuan, et al. Impact damage of composite scarf bonded repair structure for aircraft[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2018, 35(10): 2698-2705. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20171220.001

飞机用复合材料斜胶接修补结构的冲击损伤

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20171220.001
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金(3102017zy046);国家自然科学基金青年基金(11602286)
详细信息
    通讯作者:

    刘斌,博士,助理研究员,研究方向为飞行器先进复合材料冲击与损伤容限设计,E-mail:binliu@nwpu.edu.cn

  • 中图分类号: TB330.1

Impact damage of composite scarf bonded repair structure for aircraft

  • 摘要: 高传力效率的斜面式胶接在飞机复合材料传力接头和修补中被广泛使用,但该结构的低速冲击损伤阻抗和损伤容限未在飞机结构设计中考虑。本文研究了低速冲击下的较厚的复合材料斜胶接板的力学性能及损伤失效。在胶接区域布置不同冲击点,寻找最敏感位置,在该位置进行冲击能量变化研究,通过冲击响应(冲击载荷、挠度、能量等)及冲击损伤两个方面获取其规律和失效机制。小能量和大能量冲击结果表明,胶接区域5个典型冲击位置中,中心位置冲击损伤最大,冲击敏感性最高,因此中心点为冲击损伤阻抗最小位置。中心点不同能量冲击时,冲击响应研究揭示了冲击过程中冲击载荷具有典型的4阶段行为。冲击载荷还具有双峰值力的现象。冲击后沿试样中心线切开的显微损伤图揭示了该结构有两种损伤模式,包括复合材料损伤及胶层损伤。复合材料的损伤包含90°和45°层基体的开裂和0°与90°层之间的层间损伤。胶层损伤出现在试样冲击点正下方背部的复合材料斜接尖端部位。进一步通过考虑复合材料层内、层间损伤及胶层损伤的渐进损伤模型对试验进行仿真研究,找出导致第Ⅱ阶段冲击载荷突降的主要原因为复合材料层间损伤,第Ⅳ阶段冲击载荷再一次突降是由于胶层出现了损伤。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-02
  • 修回日期:  2017-12-19
  • 刊出日期:  2018-10-15

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