制造缺陷對復合材料性能的影響研究

黃光啟，楊勝春

（中國飛機強度研究所，陜西?西安?710065）

復合材料有著比剛度高、耐腐蝕、疲勞性能好等諸多優點，在飛機結構中得到了廣泛的應用。隨著材料性能與制造工藝的不斷發展，復合材料也逐步應用于飛機主承力結構中。然而在復合材料結構制造過程中，經常會因工藝偏差、表面溝槽、劃痕和緊固件安裝等因素產生結構內部制造缺陷[1，2]。隨著復合材料智能結構的發展，復合材料結構光纖傳感器預埋成型也會對復合材料結構性能產生影響[3]。一般而言，當制造缺陷超出可接受范圍，會在質量檢測中檢出，但也會出現漏檢。因此，作為損傷容限設計的一部分，必須考慮制造缺陷對復合材料強度的影響[4]。本文對含制造缺陷的復合材料開展靜力與疲勞試驗研究，通過試驗數據對比分析復合材料制造缺陷對其性能的影響，為復合材料損傷容限設計提供依據。

1 試驗研究方法

1.1 試驗方案設計

為了研究制造缺陷對復合材料性能的影響，本文采用靜力試驗與疲勞試驗兩種試驗類型對復合材料剩余強度、損傷容限性能進行試驗研究，試驗項目包括沖擊后壓縮、面內剪切、螺栓擠壓和長桁壓損，具體的試驗矩陣見表1。沖擊后壓縮試驗采用ASTM D7136和ASTM D7137標準進行低速沖擊與沖擊后壓縮試驗，面內剪切試驗采用ASTM D5379標準進行試驗。螺栓擠壓試驗采用ASTM D5961標準進行試驗。以上3項試驗均采用標準試驗件，長桁壓損試驗采用工字形長桁加蒙皮組合試驗件進……