復(fù)合材料雙搭接接頭拉伸強度研究

劉 遂， 關(guān)志東， 郭 霞， 劉 佳，邱太文， 孫 凱， 陳 萍

（1.北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院，北京100191;2.中國商飛上海飛機制造有限公司復(fù)合材料中心，上海 200436）

近年來，隨著復(fù)合材料在飛機結(jié)構(gòu)中用量的激增，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的修理問題越來越受到人們的重視，而復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的雙面貼補修理，因其有修理過程簡單、修理后結(jié)構(gòu)對稱等優(yōu)點［1］而廣受關(guān)注。在研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的膠接修理時通常先對膠接接頭進行研究，國外研究人員Hart Smith等在上世紀70年代就對開始使用解析方法對復(fù)合材料接頭進行研究［2～4］，最近幾年，Campilho 等人［5］從真實的修理結(jié)構(gòu)中提取出了單面與雙面搭接接頭模型，并用有限元方法對這兩種接頭形式進行建模;Ahn等人［6，7］在大量試驗的基礎(chǔ)上建立了解析模型計算雙搭接接頭與斜搭接接頭的極限載荷;Duong等人［8］使用解析法和有限元方法對單搭接接頭和雙搭接接頭進行細致的研究。國內(nèi)學(xué)者關(guān)志東等［9，10］對承剪單搭接膠接接頭力學(xué)性能進行了有限元分析及試驗驗證，引入等效塑性應(yīng)變準則和J-積分準則對具有不同膠層厚度的單搭接試件的強度進行了預(yù)測，預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果相吻合;陳列等［11］對使用不同成型工藝制備的單搭接接頭進行了試驗并研究了接頭的剪切破壞機理及不同成型工藝對接頭剪切強度的影響。以上研究成果為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的貼補修理設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。

與有限元方法相比，解析方法在保證計算精度的同時有更高的計算效率，并且可以更準確地反映結(jié)構(gòu)特征參數(shù)對力學(xué)性能的影響，對工程設(shè)計起著更直接的指導(dǎo)。……