基于適航符合性的帶孔復合材料板力學性能研究

摘要： 為驗證某型號新能源電動飛機機翼帶孔蒙皮拉伸載荷承載能力是否滿足CCAR-23-R3適航符合性要求，制備了6組上、下面板的、鋪層均為［±45/（0，90）］s的帶孔復合材料泡沫夾芯板（W-3021 FF/H60）試驗件，通過試驗測得室溫與濕熱環境下試驗件的極限破壞載荷和破壞載荷時的變形位移，對所測數據進行對比分析，探討濕熱環境對帶孔復合材料泡沫夾芯板的強度影響。結果表明：兩種環境下的位移載荷曲線均為線性變化，未發生塑性變形；濕熱環境下的極限破壞載荷與常溫下基本保持一致，但濕熱環境下的破壞位移較常溫下變大；在濕熱環境下試樣的環境影響系數為1.007，衰減系數為0.99。因此，該帶孔復合材料板在不同環境下仍具備良好的拉伸力學性能。

關鍵詞： 適航符合性；帶孔復合材料板；拉伸力學性能；濕熱環境；破壞載荷

中圖分類號： O342" " " " 文獻標志碼： A

doi：10.3969/j.issn.2095-1248.2023.02.002

Mechanical property of porous composite plate based on airworthiness compliance

HE Dong-qing1a， ZHAO Li-jie1a， YANG Kang1b，2， LIU Tian-fu1b，2， LIU Xun1b，2

（1a. College of Aerospace Engineering，1b. Liaoning Provincial Key Laboratory of General

Aviation，Shenyang Aerospace University，Shenyang 110136，China；2. Design Department，

Liaoning General Aviation Academy，Shenyang 110136，China）

Abstract： In order to verify whether the tensile load-bearing capacity of the wing belt hole skin of a certain new energy electric aircraft meets the requirements of CCAR-23-R3 airworthiness compliance，6 groups of upper and lower panels with ［±45/（0，90）］s （W-3021 FF/H60） test parts were prepared.The ultimate failure load and deformation displacement at failure load of the test piece under room temperature and hygrothermal environment were measured by experiments，and the measured data were compared and analyzed to explore the influence of hygrothermal environment on the strength of composite foam sandwich panels with holes.The results show that the displacement load curve in both environments is linear without plastic deformation，the limit damage load is basically consistent with normal temperature.However，the damage displacement in a humid environment is larger than in normal temperature，the environmental impact coefficient in the humid environment of the test sample is 1.007 and the attenuation coefficient is 0.99.Therefore，the porous composite plate still has good tensile mechanical properties in different environments.

Key words： airworthiness compliance；porous composite plate；tensile mechanical properties；hot and humid environment；damage load

隨著航空領域高新技術的快速發展，材料的使用環境也在不斷進步，對材料的要求也變得越來越嚴格。在此環境下涌現出大量的新興材料，復合材料便是其中之一。復合材料具有耐高溫、耐腐蝕的熱力學性能，同時還具有高強度比、高剛度比以及力學性能可設計等優異性能［1-3］，因此被廣泛應用于航空領域。不同于金屬材料，復合材料在高溫濕熱環境下容易產生濕熱效應。所謂的濕熱效應是指隨著溫度的上升，水分子在熱運動的作用下進入材料內部，使其基體膨脹的空間變小，導致基體性能下降產生濕熱變形。……