复合材料层合板挖补修理工艺及力学性能研究

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跨入新世纪以来,复合材料层合板的生产工艺水平不断提高,使得层合板构件的优势更加明显,因此在各领域尤其是航空航天方面应用急剧升温。随着应用的增多,其修理问题日益受到关注。目前,在工程上对层合板的修复主要采用胶接修理的方法,而对修理参数的选择和对修复效果的评估是目前关于层合板胶接修复研究的两个关键问题。本文针对这两个问题进行了相关研究,主要工作如下:  1.在带孔损伤板分析中本文采用连续介质损伤力学的理论来模拟层板损伤后的力学行为。胶层分析中先介绍了基于弹塑性理论的计算方法,在有限元分析中采用粘聚区模型对胶层损伤起始和扩展进行分析计算。并对层板和胶层所采用分析方法的合理性进行了验证,在此基础上,对整个挖补结构进行了承载能力分析、修补参数影响分析。  2.采用渐进损伤分析方法,应用有限元软件ANSYS辅助,通过应力计算、失效准则判断和损伤材料性能退化三部分循环迭代,完成了对复合材料层合板挖补修理修复效果的评估。通过对整个修复结构的分析计算,表明强度至少可以恢复到未损伤板强度的81%,并且误差在10%以内。  3.分析了修理过程中补片、胶层和母板的各参数对修复效果的影响,就修复参数的选择得出了具有实用价值的结论。
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