宇航材料工艺
宇航材料工藝
우항재료공예
Aerospace Materials & Technology
2015年
5期
44-48
,共5页
泡沫夹芯%复合材料%壁板%挖补%有限元
泡沫夾芯%複閤材料%壁闆%挖補%有限元
포말협심%복합재료%벽판%알보%유한원
Foam core%Sandwich panel%Composite%Scarf-patch%Finite element%SR20 airplane
建立了SR20飞机含非穿透损伤复合材料泡沫夹芯结构壁板挖补维修的三维有限元模型.分析了有限元模型的收敛性,给出了合理的网格划分密度.对单向拉伸和双拉伸载荷下含非穿透损伤泡沫夹芯结构进行了应力分析,给出了完好结构和维修后结构面板各材料主方向应力分布.基于最大应力准则给出了完好结构和维修后结构的单向拉伸强度和双向拉伸强度.分析结果表明,维修后的结构在单向拉伸状态下,初始损伤为面内剪切失效,应力极值点位于母板上临近维修铺层边界处与x方向结构对称轴约成30°的位置;双向拉伸状态下,初始损伤为纤维拉伸断裂,应力极值点位于母板上维修铺层边界处与x方向结构对称轴约成45°的位置.在理想修复状态下,单向拉伸时的强度恢复系数为85.8％,双向拉伸时强度恢复系数为96.7％.维修区域材料不连续,导致应力集中,使结构维修后强度下降.维修后强度随表面贴补铺层数增加而降低,原因为贴补铺层增大了局部刚度,使维修区域应力水平升高.
建立瞭SR20飛機含非穿透損傷複閤材料泡沫夾芯結構壁闆挖補維脩的三維有限元模型.分析瞭有限元模型的收斂性,給齣瞭閤理的網格劃分密度.對單嚮拉伸和雙拉伸載荷下含非穿透損傷泡沫夾芯結構進行瞭應力分析,給齣瞭完好結構和維脩後結構麵闆各材料主方嚮應力分佈.基于最大應力準則給齣瞭完好結構和維脩後結構的單嚮拉伸彊度和雙嚮拉伸彊度.分析結果錶明,維脩後的結構在單嚮拉伸狀態下,初始損傷為麵內剪切失效,應力極值點位于母闆上臨近維脩鋪層邊界處與x方嚮結構對稱軸約成30°的位置;雙嚮拉伸狀態下,初始損傷為纖維拉伸斷裂,應力極值點位于母闆上維脩鋪層邊界處與x方嚮結構對稱軸約成45°的位置.在理想脩複狀態下,單嚮拉伸時的彊度恢複繫數為85.8％,雙嚮拉伸時彊度恢複繫數為96.7％.維脩區域材料不連續,導緻應力集中,使結構維脩後彊度下降.維脩後彊度隨錶麵貼補鋪層數增加而降低,原因為貼補鋪層增大瞭跼部剛度,使維脩區域應力水平升高.
건립료SR20비궤함비천투손상복합재료포말협심결구벽판알보유수적삼유유한원모형.분석료유한원모형적수렴성,급출료합리적망격화분밀도.대단향랍신화쌍랍신재하하함비천투손상포말협심결구진행료응력분석,급출료완호결구화유수후결구면판각재료주방향응력분포.기우최대응력준칙급출료완호결구화유수후결구적단향랍신강도화쌍향랍신강도.분석결과표명,유수후적결구재단향랍신상태하,초시손상위면내전절실효,응력겁치점위우모판상림근유수포층변계처여x방향결구대칭축약성30°적위치;쌍향랍신상태하,초시손상위섬유랍신단렬,응력겁치점위우모판상유수포층변계처여x방향결구대칭축약성45°적위치.재이상수복상태하,단향랍신시적강도회복계수위85.8％,쌍향랍신시강도회복계수위96.7％.유수구역재료불련속,도치응력집중,사결구유수후강도하강.유수후강도수표면첩보포층수증가이강저,원인위첩보포층증대료국부강도,사유수구역응력수평승고.
