復(fù)材機(jī)翼下壁板脫粘后修理方法研究及試驗(yàn)驗(yàn)證

張洪濤，陳向明，楊鈞超

(中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所 全尺寸飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜力/疲勞航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710065)

1 引 言

復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、疲勞性能好、重量輕、耐腐蝕等優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域[1，2]。復(fù)合材料加筋壁板是飛機(jī)結(jié)構(gòu)中常見的結(jié)構(gòu)形式，例如機(jī)身壁板、機(jī)翼壁板及梁腹板等。

機(jī)翼下壁板作為機(jī)翼結(jié)構(gòu)最重要的組成部分，其安全直接關(guān)系到整個(gè)飛機(jī)的安全。因此，在出現(xiàn)大面積脫粘的情況下，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行可靠的修理。

作為機(jī)翼的主承力結(jié)構(gòu)，下壁板傳遞載荷較高，修理方法首先應(yīng)考慮機(jī)械連接修理方式。美國(guó)Boeing公司在AST研究計(jì)劃中，在復(fù)合材料蒙皮壁板上引入一個(gè)7英寸寬的鋸縫來模擬離散源損傷，并采用金屬補(bǔ)片螺接方式對(duì)其進(jìn)行了修理[3]。B777復(fù)合材料垂尾盒段蒙皮壁板的修理也是采用機(jī)械連接補(bǔ)片修理[4]。國(guó)內(nèi)，陳向明[5,6]等針對(duì)民機(jī)復(fù)合材料機(jī)翼下蒙皮壁板結(jié)構(gòu)的離散源損傷開展了修理方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)證、有限元分析及改進(jìn)設(shè)計(jì)研究。

本文針對(duì)長(zhǎng)桁-蒙皮大面積脫粘的大開口復(fù)合材料機(jī)翼下壁板，通過有限元建模分析，提出了多釘機(jī)械連接的修理方法，并通過物理試驗(yàn)驗(yàn)證了修理方案的可靠性。

2 試 驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)件

試驗(yàn)件含兩根長(zhǎng)桁、兩個(gè)檢修口。其中，1#長(zhǎng)桁中間1050mm范圍內(nèi)與蒙皮脫粘；檢修口為橢圓形，長(zhǎng)軸380mm，短軸230mm。試件兩端灌封，灌封長(zhǎng)度為120mm。機(jī)翼下壁板外形尺寸如圖1所示，圖中還給出了靠近檢修孔邊5mm處的應(yīng)變片編號(hào)，括號(hào)內(nèi)為蒙皮光面應(yīng)變片的編號(hào)。……