平纹编织复合材料层板单面挖补修理的附加铺层分析研究及试验验证
薄层合板单面贴补修理拉伸性能研究
1 0．385 0．3
t0n / MPa
24
t
0 s
=
t0t
/ MPa
30
G0n / N·mm－1
0．3
G0s = G0t / N·mm－1
0．9
表 2 ZT7H / QY9611 预浸料材料参数 Table 2 Material property of ZT7H / QY9611 prepreg
FＲP / CM 2019. No. 2
84
薄层合板单面贴补修理拉伸性能研究
2019 年 2 月
90 /0］s。补片的厚度和铺层顺序与母板相同。首先 在修理件中心处打直径为 50 mm 的穿透孔来模拟 穿透损伤，然后通过胶黏剂与补片粘接，补片直径分 为 4 种，分别为 60 mm、70 mm、80 mm 和 90 mm，胶 黏剂选用 J299 胶膜。胶黏剂和复合材料的力学性 能参数［13］如表 1 和表 2 所示，具体试验矩阵如表 3 所示。
2试验 2. 1 试验对象
无损试验件及修理件的母板采用复合材料单向 带 ZT7H / QY9611 型预浸料，单层厚度为 0. 125 mm， 板厚为 2 mm，铺层顺序为［45 /90 / － 45 /0 /45 / － 45 /
收稿日期： 2018-05-18 作者简介： 范鎔韬 （ 1995-） ，男，硕士，主要从事复合材料结构设计方面的研究。 通讯作者： 关志东 （ 1964-） ，男，博士后，教授，主要从事飞行器结构设计、飞机结构维修等方面的研究，d5062010@163. com。
2019 年第 2 期
平纹编织面板泡沫夹芯结构修补后侧向压缩性能
DOI：10.19936/ki.2096-8000.20210328.008平纹编织面板泡沫夹芯结构修补后侧向压缩性能张铁纯1，张世秋1，王轩1*，周春苹2，王付胜3(1.中国民航大学航空工程学院，天津300300； 2.航空工业济南特种结构研究所高性能电磁窗航空科技重点实验室，济南250023；3.中国民航大学中欧航空工程师学院，天津300300)摘要：为了研究不同修补方式和修补参数对平纹编织面板泡沫夹芯结构侧向压缩性能的影响，对完好试验件和单侧面板修补、单侧面板加芯材修补、双侧面板加芯材修补试验件进行侧向压缩试验。
试验结果表明：单侧面板修补方式的侧向压缩强度高于其他两种修补方式；单侧面板修补时，面板挖补倾角比例越小，试验件侧向压缩强度越低；附加层重叠宽度对试验件侧向压缩强度影响很大；修补后试验件的侧向压缩模量比完好件均有所提升；单侧面板修补时，改变挖补倾角比例，不影响试验件侧向压缩模量，合适的附加层重叠宽度对试验件侧向压缩模量的提高有积极影响；修补方式和修补参数的变化不影响试验件的破坏模式，平纹编织面板泡沫夹芯复合材料侧向压缩的破坏模式为泡沫芯材破裂后，面板局部无支撑受压弯曲导致的整体结构破坏；面板的破坏形式主要为面板端部弯曲、面板中部弯曲、面板皱折和面板纤维断裂。
关键词：平纹编织；复合材料；修补；泡沫夹芯结构；侧向压缩中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：2096-8000(2021)03-0051-091前言雷达罩的面板材料一般为树脂基玻璃纤维复合材料［1］，玻璃纤维平纹编织层合板是机载雷达罩复合材料结构面板的常见形式，使用的芯材主要有蜂窝和泡沫两种。
泡沫芯材中，聚甲基丙烯酰亚胺泡沫(PMI 泡沫)因具有耐温高、尺寸稳定性好、强度高等优异性能，尤其是能够承受高性能树脂基复合材料的高温高压固化工艺,可以实现与预浸料的共固化，在机载雷达罩结构的应用中越来越受到青睐［2］。
机载雷达罩在使用中常受到冲击等损伤，必须对其进行修补以恢复其承载能力。
飞机复合材料层合板修理—铺层修理
（2）用树脂浸渍修理层
④ 将剩余树脂均匀地倒涂在纤维布上
⑤ 再把第２张分离膜覆盖到涂了树脂的纤维织布上面
⑥ 用刮板或滚筒在分离膜上刮推，使树脂浸渍进入纤维布中， 同时赶走气泡、消除纤维织布的皱纹。树脂不能刮到织布外 面去，以免影响树脂和织布的比例。
浸渍纤维织布
• 考虑到树脂在调配时有少量会粘在器皿上，通常还要增加一个 1.05～1.1的系数。
不同纤维布的要求
波音飞机复合材料结构修理培训手册中规定： 浸渍玻璃纤维布，树脂总重=玻璃纤维布总重 浸渍碳纤维布时，树脂总重为碳纤维布的1.3倍。
调配树脂示例
• 计算出树脂需要的总量后，就可以根据厂家要求的树脂和 固化剂的调配比例计算出各自需要的重量。树脂基体Ａ和 固化剂Ｂ的调配比例，根据树脂件号不同而不同。
在复合材料结构修理中，原结构密封胶还应与固化温度相匹配。 例如，BMS5-95密封胶粘接的部位就不能采用350F固化温度。
铺层前的准备工作
① 确定损伤区域，并按相应步骤去除水分 ② 去除损伤层 ③ 修理区域的准备（清洁） ④ 材料的准备。修理材料保存在冰箱里，制作补片前要从冰箱中取
出后放置达到室温才可以解开包装；根据损伤修理面积估算并剪 出所需大小的材料，注意铺层角方向
调配树脂时动作要轻缓，否则将混入过多空气。
树脂调配时会产生大量热量并可能产生有毒气体，要避免被烫伤和吸 入有毒气体。
湿铺层修理步骤
（2）用树脂浸渍修理层
① 剪下两片比纤维织布修理片周圈大３in的塑料分离膜。把其 中一片平铺在光滑平整的工作台面上，边缘用胶带粘贴， 以防移动。
② 把调制好的树脂胶总量的一半均匀地倒在分离膜上。注意， 树脂倒洒的范围不要超过待浸渍纤维织布的大小。
2.5D编织复合材料弹性性能的分析和实验验证
深联 两种 。其 中最 为常用的为浅联 结构 ，它分为直
交 浅联和 弯交浅联 ，直交浅联是指 一组经 纱中一个 第ｎ 层经纱在长度方 向移动２ 纬纱 列 间距 同时在厚 个 度方 向上穿过ｎ 层纬纱 ，再移动２ 纬纱列 间距 同 ＋１ 个 时再 穿过ｎ 层纬纱，再移动２ 一１ 个纬纱列 间距 同时再
ＡＮＡＬ Ｉ ＹＳ ＳＡＮＤ Ｍ ｏＮＳ ＤＥ ＴＲ １ ０Ｎ ＬＡＳ Ｃ Ｐ ０Ｆ Ｅ ＴＩ Ｒ０Ｐ ＲＴＩ Ｓ Ｅ Ｅ
０Ｆ ２．Ｄ ５ ＢＲＡＩ ＤＥＤ Ｃ０Ｍ Ｐ Ｓ ＴＥＳ ０ Ｉ
Ｚ ＨＡＮＧ ｉ ｕ ｎ ， ＪＡＮＧ ｎ ， ＧＵＯ ｎ ｗｅ ＫＵＡＮＧ ｎ Ｌｑ ａ Ｉ Ｙｕ Ｈｏ ｇ ｉ， Ｎｉｇ ，ＺＨＯＵ ａ ｇ ｎ ＤＯＮＧ ｅｆｎ ２ Ｇｕ ｎ ｍｉ ｇ ， Ｗ ｉ ｇ ｅ
张立泉， ２ ５ 编织复合材料弹性性能的分析 和实验 验证 等： ． Ｄ
ｇｌ ， ａ， ＇ ｓ
１ ２ ５ 织物细观几何结构 ．Ｄ
２ ５ 织物按经 纱和 纬纱 的交联 方式分 为浅联和 ．Ｄ
近似椭 圆形状 。为 了定量描述 ２ ５ 织物细观几 何结 ．Ｄ 构 ，假设如下 ： （） 纬纱 的横截面为椭圆形； １ （） 在织物各处纱线的横截 面形状保持不变 ； ２ （） 在 同一织物 中经纬纱变形率一致 。 ３
摘 要：研究２ ５ 编织细观结构 ，分析 了其单元体模型 ，建立 了２ ５ 编织复合材料弹性 性能分析预报模型 。研 究 了２ ５ 编 ．Ｄ ．Ｄ ．Ｄ
织物 的复合成型工艺 ，制作试件并通过实验值与理论预测值 的对 比，验证 了该方法 的正确 性。
关键词：２ ５ 编织 ：复合材料 ；弹性性 能 ．Ｄ
编织复合 材料应用 获得 了飞速 发展 ，引起材 料界 的
复合材料层合板贴补修理失效模式分析与修理参数选择
准则 采用 二次 能量 准 则 ，材 料 积 分 点 的 刚度 退 化 由 内部 损 伤状态 变 量 控 制 ．基 于 此 有 限元 模 型分 析 了 贴补 与挖 补修 理 的修 理参 数对 修 理效 果 的影 响 。姚 辽 军 等 建 立 了 基 于 连 续 介 质 损 伤 力 学 模 型 （ＣＤＭ）和粘 聚 区模 型 （ＣＺＭ）的非 线 性 三 维 渐 进 损 伤有 限元模 型 ，对 损 伤 模 式 和结 构 的修 补 强 度 进 行 了有效 模拟 和 预测 。在对 复合 材料进 行 渐 进失 效分 析 时 主要分 为 应 力求 解 、失效 分 析 和 材 料 属 性 退化 三大 步骤 ，这些 步 骤 不 断 迭代 ，直 到结 构 最终 失 效 ， 其 中应 力求 解 主 要 由有 限元 软 件完 成 。大 部 分 的研 究 工作 集 中在失 效准 则 的确定 和材料 属 性退 化 方案 的研究 上 。
２０１８年 第 １期
玻 璃 钢 ／复 合 材 料
２９
复 合材 料 层 合板 贴 补 修理 失 效模 式 分 析 与枫 ，周 正根
（武汉 理 工 大学 理 学 院 ，武 汉 ４３００７０） 摘 要 ：在 对 复 合 材 料 层 合 板 进 行 渐进 失 效 分 析 时 ，Ｚｉｎｏｖｉｅｖ刚度 退 化 模 型是 最 常 用 的 刚 度 退 化 模 型 之 一 ．但 是 该 模 型 涉及
关 键 词 ： 内聚 力模 型 ；数 值模 拟 ；渐 进 失 效 ；Ｚｉｎｏｖｉｅｖ理 论 ； 刚度 退 化 ；ＡＮＳＹＳ 中 图分 类 号 ：ＴＢ３３２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００３—０９９９（２０１８）０ｌ一００２９—０９
随着 复合 材 料 的使 用 量 持续 增 加 ，复合 材 料 结 构 面 临着 越来 越 多 的修 理 任务 ．胶 接 贴 补修 理 法 因 操 作 简单 、成本 低 、修理 后强 度恢 复率 较 高等 优 点成 为 复合 材料 结 构修理 的主要方 法 。由于 补片 贴补 修 理 的特 殊结 构形 式使 得研 究 者必 须采 用 三维 有 限元 方 法才 能对 母板 、补 片 以及胶 层进 行 比较 好 的模 拟 。 Ｃａｍｉｎｅｒｏ等 ＿１．２］利用有 限元 方 法 研 究 了拉 伸 荷 载 下 单 面 以及 双 面贴 补 修 理 ，并 对 受 拉 过 程 中修 理 结 构 的损 伤起 始 以及 裂 纹 的扩 展 进 行 了监 测 ．其 结 果 与 有 限元模 拟 的结果 吻合 得 比较 好 。ＡＪ．Ｍａｎｓｏｕｒ等 ［。］ 对拉 伸荷 载 下 单 面贴 补 结 构 建 立 了 三 维 有 限元 模 型 ，并 探究 了拉 伸 时 的结 构 应 变 、位 移 以及 强 度 等 ， 最后 就 修 补 参 数 对 修 补 效 果 的影 响 进 行 了 分 析 。 Ｃｈｅｎｇ等 ［４ ］对碳 纤 维 增 强 复 合 材 料 双 面 贴 补 修 理 结 构 同时 进行 了有 限 元 模 拟 和实 验 研 究 ，探 究 了修 理 结构 修 复后 的强 度 、损 伤 起 始 以及 扩 展 。李 振 凯 等 ［６］对 复合 材料 层合 板 的双 面贴补 结构 进行 了渐进 失 效 分 析 ，母 板 和 补 片 的 损 伤 起 始 准 则 采 用 三 维 Ｈａｓｈｉｎ准 则 和 Ｙｅ分 层准 则 ．用 损 伤张 量进 行 刚度 退 化 。王跃 全 等 ］建 立 了基 于连 续介 质损 伤力 学 的层 合板 以及 胶 层 的 渐进 损 伤 三 维 有 限 元模 型 ．层 合 板 的损 伤起 始 准则 采用 了三 维 Ｈａｓｈｉｎ准则 ，损 伤 扩 展
平纹编织复合材料层板维修的挖补角度优化分析与试验验证
而 平纹 编织 复合 材料 由于材料 面 内强度 性 能优
异， 逐 渐在 飞机 结构 中大 量应 用 ， 具 有代 表性 的应 用
式 挖补 修理 结构 的三 维 有 限元 模 型 ， 理 论 分 析 结 果 与 试验 结果 吻合 度 较 高 ， 说 明三 维 有 限元 模 型分 析 层 板 阶梯挖 补结 构 的方法 可行 。
元修 补模 型得到的强度计算值 与试验数据基本 吻合 ， 说 明该计算模 型能够 满足 维修设 计 的需求， 为 实际修理提供 较好 的维修
指 导。
关键词
平纹编织
维修角度
有 限元分析
试 验验证
中图法分类号
Ｔ Ｂ ３ ３ ０ ． １ Ｖ ２ １ ４ ． ８ ；
文献标 志码
Ａ
随着先 进 复合材 料结 构在 航 空航 天 中的大量 应
他 的计 算模 型 中 ４ 。 修 补 角 为最 优 选 择 。综 上所 述 ，
对于复合材料修补最佳角度一般认为集 中在 ３ 。 ～
６ 。 之 间， 而 对 于 不 同材 料 体 系 与铺 层 的 复合 材 料 层
板 最优 角 度也不 尽相 同。
伟 等人 对 阶 梯 型 对 接 复合 材 料 层 板 的力 学 性 能 进 行 了 试 验 研 究。 国 外 的 Ｂ ａ ｋ ｅ ｒ 、Ｃ ｈ ｕ ｎ 和 Ｆ ｒ ｅ ｄ ｒ ｉ ｃ ｋ ｓ ｏ ｎ等 人 ｌ ８ 分别 建立 了复 合材 料层 合 板 阶梯
载荷 由胶 层完 全破 坏 的载 荷和损 伤 扩展路 径 的长度
两方 面来 决定 ， 前 者 随挖补 角增 大 而减小 ， 后者 随挖
补角 增 大而增 大 ， 对于 不 同的材 料 、 铺 层等 参数 的层 合 板挖 补修 理结 构 最终 强 度 是 不 同的 ， 需 要 具 体 问 题 具体 分析 ， 从 结构 利用 效率来 讲 ， 应该 选择 胶层 的 失 效载 荷 和结构 最 终 破 坏 载荷 最 为 相 近 的 角 度 ， 在
复合材料自动铺带工艺中的缺陷检测与修补技术研究
复合材料自动铺带工艺中的缺陷检测与修补技术研究复合材料是一种由两个或多个不同的材料按一定比例和方式组合而成的材料。
它具有轻质、高强度、优良的耐腐蚀性和热稳定性等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
在复合材料的制造过程中，自动铺带工艺是一种常用的制造方法，它能够高效地进行复合材料的生产，但是不可避免地会出现某些缺陷，如气泡、裂纹等，这些缺陷可能会影响复合材料的性能和使用寿命。
因此，对于复合材料自动铺带工艺中的缺陷检测与修补技术的研究具有重要的意义。
在复合材料的制造过程中，缺陷的检测是一个至关重要的环节。
一旦复合材料中存在缺陷，如果不及时发现并采取措施修补，可能在使用过程中导致严重的事故，甚至危及人们的生命安全。
因此，研究人员提出了多种缺陷检测技术。
其中，非破坏性检测技术被广泛应用于复合材料缺陷的检测。
这种技术通过探测复合材料中的内部缺陷，如气泡、裂纹等，并对其进行评估和分析，以确定缺陷的类型、形状和大小。
常用的非破坏性检测技术包括超声波检测、红外热像检测、X射线检测等。
这些技术不仅能够高效地检测复合材料中的缺陷，而且对于复合材料的损伤程度和损伤机制的分析也十分重要。
除了缺陷的检测，修补技术也是复合材料制造中一个关键的环节。
在复合材料自动铺带工艺中，如果在制造过程中发现有缺陷，需要及时进行修补。
常用的修补技术包括补片修补、填充封堵、微补、环氧树脂胶修补等。
补片修补是一种常用的修复复合材料缺陷的方法，它通过将与受损区域相同的复合材料补片粘贴在受损区域上进行修复。
填充封堵技术是一种用填充材料填充缺陷处，然后封堵的方法，通过填充材料对缺陷进行修复。
微补是一种使用纤维布覆盖在缺陷区域上并使用树脂浸润修复的方法。
环氧树脂胶修补是一种使用环氧树脂胶固化修复缺陷的方法，通过在缺陷处涂布环氧树脂胶，然后进行固化修复。
这些修补技术可以对复合材料的缺陷进行有效的修复，提高复合材料的性能和使用寿命。
在复合材料自动铺带工艺中，缺陷的检测与修补技术的研究还面临一些挑战。
复合材料自动铺带工艺中的层间微观结构分析
复合材料自动铺带工艺中的层间微观结构分析复合材料是由两种或多种不同性质的材料组合而成的，具有优异的性能和广泛的应用领域。
自动铺带工艺是制备复合材料的一种常用方法，它能够实现高效、确保质量的生产。
在复合材料自动铺带工艺中，层间微观结构是一个重要的研究方向。
层间微观结构的分析可以提供有关复合材料性能、力学行为和疲劳特性的重要信息，为材料的设计和工艺优化提供参考。
层间微观结构主要包括纤维或颗粒的分布、界面特性和孔洞结构。
首先，纤维或颗粒的分布对于复合材料的性能至关重要。
通过层间微观结构的分析，可以确定纤维或颗粒是否均匀地分布在基体中，以及它们的方向和密度。
这些参数的变化会直接影响到复合材料的力学性能，如强度、刚度和韧性。
其次，界面特性是层间微观结构分析中需要关注的另一个重要因素。
由于复合材料是由多个不同材料层叠组合而成，界面的质量对于材料的性能起着决定性的作用。
通过层间微观结构的分析，可以研究界面的胶合性能、界面能量和相互扩散等特性。
这些参数的分析可以帮助设计合适的工艺控制方法，以提高界面的强度和粘结力，从而增强材料的整体性能。
最后，孔洞结构也是层间微观结构分析的一个重要内容。
在制备过程中，由于材料的性质不均一或工艺参数的变化，复合材料中往往会存在一定数量的孔洞。
通过层间微观结构的分析，可以了解孔洞的分布、形状和尺寸。
孔洞对材料的性能具有很大的影响，会降低材料的强度和韧性。
因此，通过对孔洞结构的分析，可以优化工艺参数，减少孔洞的产生，并提高材料的质量和可靠性。
为了进行复合材料自动铺带工艺中的层间微观结构分析，可以利用一系列的实验技术和测试方法。
传统的方法包括光学显微镜观察、扫描电子显微镜（SEM）观测和能谱分析，这些技术可以提供材料表面的形貌和结构信息。
另外，透射电子显微镜（TEM）可以提供更高分辨率的层间微观结构分析，并可以观察到纤维或颗粒的内部结构。
除了实验技术，计算模拟方法也是层间微观结构分析的重要手段。
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第１ ３期
２ ０ １ ５年 ５月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ １ ．１ ５ Ｎｏ ．１ ３ Ｍａ ｙ ２ ０１ ５
１ ６ ７ ｌ 一 １ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ５ ） １ ３ — ０ ２ ０ ０ — ０ ５
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
关键词
平 纹编 织
附加铺 层
有限元 分析
试验 验证 Ｂ
单面挖补
中图法分类号
Ｖ ２ １ ４ ． ３ ５ Ｔ Ｂ ３ ３ ０ ． １ ；
文献标志码
面额外添加数层与补 片材料相 同的铺层 ， 称 为附加 的维修 重要 性 凸显 开来 。常用 的复合材 料修 理方 法 铺 层 ， 铺 层 角度 以 ０ 。 为主 ， 层 数 为 １～３层 ， 主 要 是 为主要 以胶 接修 补 为 主 ， 根据 受 损 母 板 的铺 层 进 行 应 用 于增加 修补 片 的 强度 和刚 度 ， 减 小 胶 接 区 域 的 Ａ Ａ制 订 修补设 计恢 复其 使用 强度 。其 中胶接 维 修分 为挖补 受载 。附加 铺 层 的参 数 一 般 是 参 照 美 国 Ｆ 复合 材 料 维 修 和贴 补两种 类 型 ， 挖 补 在 维 修表 面获 得 良好 的修 理 的复合 材料 维修 文件 或 者 国内 的《 指南 》 进行 ， 而针 对 附加铺 层 的研究 较少 ， 郭霞 外 形 上有着 较 大 的优 势 ， 而 影 响复 合 材 料 挖补 修 理 效 果 的维修 参数 很 多 ， 因 而 针对 挖 补 参 数修 理 的研 等人对 单 向带层 板维 修 的附加铺 层数 目进 行 了一定 认 为 附加层 可 以提高 修补板 的力 学性 能 ， 附 究 工 作较 多 。孟 凡颢 等 针 对 单 向 带 层 板 挖 补 修 的研 究 ， 加层 的数 目不 宜过 多 ， 不要 超 过 ３层 。 理 的胶接 长度 、 挖补 角 度 进 行 了 实验 与理 论方 面 的 由于单 面 维修板 引入 了附加层 之后 整体 结构 的 研究 。徐 建新 等 对 单 向带 阶梯 挖 补 的阶梯 数 目、 在 受到面 内拉 伸 时会 出现弯 曲现象 ， 附加 补片半径 、 铺层方式等参数进行 了理论分析 的优化 非 对称性 ， 层贴 补 面为 凹面 ， 附加 层 附近 区域 表 面 的结 构 应 力 研究 。汪 源 龙 等 针 对 单 向带 层 板 挖 补 的维 修 角 度进 行 了 分 析 优 化 。 陈光 伟 等 对 阶梯 型对 接 复 会 直接影 响修 补效 果 。此外 平纹 编织 复合 材料 由于 逐 渐 在 飞 机结 构 中大 量 应 合材 料层 板 的 力 学 性 能 进 行 了 实 验 测 定 。 国外 的 材料 面 内强度 性 能优 异 ， 该类 型材 料与单 向带在性 能上 有较 大差 异 ， 不 一 Ｂ ａ ｋ ｅ ｒ ‘ 。 和Ｆ ｒ ｅ ｄ ｒ ｉ ｃ ｋ ｓ ｏ ｎ等 分别 建立 了复合材 料 用 ， 定 适用 于原 有基 于单 向带试 验得 到 的复合 材料结 构 层合 板 阶梯式 挖 补修 理 结 构 的 三维 有 限元 模 型 ， 理 修 补方 案 ， 而 关 于平 纹 编织 复合 材 料 附 加铺 层 的研 论分 析结 果 与实验 结 果 吻 合 度 较 高 ， 并通 过 该 分 析 究 还未 在 国 内外 文献 中有 所 提 及 ， 因此 有 必要 从 理 模 型对 维修参 数进 行 了一些 研究 。 论 分析 与试 验验证 两 方面对 平 纹编织 复合 材料 层板 复合材料结构挖补修理 中通常会在初始铺层表 的附加 铺层 进行 详细 研究 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘
要
针对平纹编 织复合材料在航 空中的不 断应用 与该 类 型层板维修研 究的缺失 性， 根据 不 同附加铺层 的平纹编 织复合
材 料层板 维修 工况， 进行 了三维有限元模型分析计算 ， 制订 了综合母板 、 胶层、 补片 的多重失效 准则 ， 并进行 了相应 的试验 验 证， 得到结论如下 ： 附加层 的铺设对于提高修补板 强度有积极 的效果 ， 试验 中发现增 加附加铺 层数会 由于粘 接 区域 的增 加 ， 而
⑥
２ ０ １ ５ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
航 空 航 天
平 纹编 织 复 合 材 料 层 板 单 面挖 补 修理 的 附加铺层分析研究及试验验证
刘 国春 庞 杰 杨文锋 张 吉武 唐庆如
（ 中国 民 用航 空 飞行 学 院航 空 工 程 学 院 ， 广汉 ６ １ ８ ３ ０ ７ ）
导致更多的维修缺 陷影响恢复效果 ， 建议修理 中附加铺 层数 不宜过 多； 铺层 条件 下的平纹编 织碳 纤维／ 环氧 材料 层板结构 最
佳 附加铺层为一层， 结构最高修复强度恢复率达到 了６ ５ 。 ５ ７ ％， 该 结论 也可 为其他 类型 的平 纹编 织复合材料 层板 维修 提供 参
考。分 析过 程 中采用 的三维有 限元修 补模 型得 到的强度值和破 坏 区域 与试验 数据基 本 吻合 ， 说 明计算模 型 与失效准则 能够 满足维修设计的需求 ， 为实际修理提供较为准确 的参考指标 。
ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ。
１ 修补模 型的有 限元分析计算
随着复 合材 料在 飞机 中 的大量 应 用 ， 结 构 损 伤
国家 自然 科 学 基 金 民 航 联合基金（ Ｕ １ ２ ３ ３ ２ ０ ２ ） 资 助 第一作者简介 ： 刘 国春 ， 男 。讲 师 ， 硕 士。研究 方 向： 复 合 材 料 结 构 设计与分析， 飞机 结 构 设 计 与 分 析 。Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ｉ ｕ ｇ ｕ ｏ ｃ ｈ ｕ ｎ＠ ｃ ａ ｆ ｕ ｃ ．