【摘 要】
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民用飞机的主结构已经开始并将继续大量使用复合材料制造.本文针对带开口边框的复合材料大开口壁板稳定性和强度的问题进行试验研究.由于复合材料大开口壁板结构的复杂性,本文将分别采用有限元计算和实验测试方法,对带开口边框的复合材料层合板在拉伸和面内剪切两种不同加载方式下的屈曲稳定性和强度破坏进行研究.首先,采用有限元计算方法,对带短切纤维边框的复合材料大开口层合板建模,进行单轴拉伸和面内剪切加载下的大开口
【机 构】
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北京大学工学院力学与工程科学系,北京,100871 中国商飞北京民用飞机技术研究中心,北京,102
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民用飞机的主结构已经开始并将继续大量使用复合材料制造.本文针对带开口边框的复合材料大开口壁板稳定性和强度的问题进行试验研究.由于复合材料大开口壁板结构的复杂性,本文将分别采用有限元计算和实验测试方法,对带开口边框的复合材料层合板在拉伸和面内剪切两种不同加载方式下的屈曲稳定性和强度破坏进行研究.首先,采用有限元计算方法,对带短切纤维边框的复合材料大开口层合板建模,进行单轴拉伸和面内剪切加载下的大开口层合板局部屈曲稳定性和强度分析.数值分析结果表明,是否带边框以及加载方式的不同,都会对大开口层合板的局部屈曲临界载荷以及强度破坏荷载产生影响.其次,对带短切纤维边框的复合材料大开口壁板在不同加载模式下进行实验测试,采用自行研制的夹具实现复合材料层合板的单向均匀拉伸和面内剪切加载;在孔边关键区域布置多组应变片和制造人工散斑,通过电测法和数字图像相关技术(DIC)测量应变值,得到试验件的局部失稳临界载荷以及强度破坏荷载.实验结果与有限元计算吻合较好.
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