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《復(fù)合材料長桁終止端設(shè)計(jì)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、文章編號:2095-1248(2016)02-0036-05復(fù)合材料長桁終止端設(shè)計(jì)杜芳靜,王亮(中航沈飛民用飛機(jī)有限責(zé)任公司工程研發(fā)中心,沈陽110013)摘要:在飛機(jī)復(fù)合材料加筋壁板結(jié)構(gòu)中,長桁常在機(jī)身框、機(jī)翼前后梁、結(jié)構(gòu)開口等部位附近終止,長桁終止端頭的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)對加筋板的承載能力與使用壽命具有重要的影響。由于復(fù)合材料的性能和工藝特殊性,長桁端頭處的剛度突變,使得長桁與蒙皮之間容易發(fā)生脫膠。利用非線性有限元軟件ABAQUS中的粘接單元模擬長桁與蒙皮的脫層界面,對復(fù)合材料加筋板長桁終止端在拉伸和壓縮載荷下的失效機(jī)理和失效載荷進(jìn)行預(yù)測,分析長桁端頭斜
2、角區(qū)不同角度對結(jié)構(gòu)承載能力的影響,為飛機(jī)復(fù)合材料長桁的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞:復(fù)合材料長桁;細(xì)節(jié)設(shè)計(jì);ABAQUS;失效過程中圖分類號:V214.8文獻(xiàn)標(biāo)志碼:Adoi:10.3969/j.issn.2095-1248.2016.02.007CompositestringerrunoutdesignDUFang-jing,WANGLiang(Reserch&DevelopmentCenter,AVICSACCommercialAircraftCompanyLtd.,Shenyang110013,China)Abstract:Inaircraftc
3、ompositestiffeningpanelstructure,stringersusuallyendattheframes,theforwardandrearsparsandthecutouts．Therefore,thedetaileddesignofstringerrun-outhasagreatimpactontheloadcarryingcapacityandservicelifeofcompositestiffeningpanels.Duetothespecialperformanceandprocess-ingofcomposite
4、,thestringerandtheskinareeasytode-bondwiththesuddenstiffnesschangeofthestring-erend.SimulatingdelaminatedinterfacewiththecohesiveelementinnonlinearfiniteelementsoftwareABAQUS,thepaperpredictsthefailuremechanismandfailureloadofthecompositestiffenedpanelsundertensionandcompressi
5、onloadandanalyzestheeffectofdifferentanglesofstringerrun-outonthestructuralloadcarryingcapacitytoprovideadvicetothedetaileddesignofcompositestringer.Keywords:compositestringer;detaileddesign;ABAQUS;failureprocess復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用非常廣泛,由復(fù)合作用下,由于截面形狀的突變會在端頭處產(chǎn)生應(yīng)材料長桁與蒙皮構(gòu)成的整體加筋壁板作為飛機(jī)結(jié)力集中。
6、層合板抵抗層間剪切的能力較強(qiáng),而承構(gòu)中的主要承力構(gòu)件,廣泛應(yīng)用于機(jī)身、機(jī)翼、尾擔(dān)面外載荷的能力比較薄弱,所以長桁終止端與翼等部位。復(fù)合材料整體加筋壁板多采用膠接或蒙皮界面的脫膠分層是復(fù)合材料加筋板結(jié)構(gòu)主要[1-3]共固化成型工藝,其材料和工藝的特殊性導(dǎo)致其的失效模式。分層會沿長桁長度方向擴(kuò)展,[4-8]在使用中容易出現(xiàn)緣條和蒙皮的界面脫膠分層。最終引起結(jié)構(gòu)的破壞,如圖1所示。通常的在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中,長桁常在機(jī)身框、窗框、機(jī)翼前后細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方法是在長桁端頭增加斜角區(qū),并采用[9-11]梁、結(jié)構(gòu)開口等部位附近終止,在常見的面內(nèi)載荷止裂緊固件的方法,長桁終止端
7、斜角區(qū)的細(xì)收稿日期:2015-12-07作者簡介:杜芳靜(1983-),女,遼寧朝陽人,工程師,主要研究方向:飛機(jī)強(qiáng)度設(shè)計(jì),E-mail:du．fangjing@sacc．com．cn。第2期杜芳靜,等:復(fù)合材料長桁終止端設(shè)計(jì)37222節(jié)設(shè)計(jì)對加筋板的承載能力與使用壽命具有重要TTTnst++≥1(1){0}{0}{0}的影響。TnTsτt式中:T為層間正應(yīng)力;T與T為層間剪應(yīng)nst000力;T,T和T分別為對應(yīng)的臨界界面強(qiáng)度。nst1．2能量釋放率準(zhǔn)則一旦材料達(dá)到損傷起始判據(jù)(1)以后,材料的剛度開始降低。采用能量破壞準(zhǔn)則來判斷分層的擴(kuò)展,其每一
8、單元拉伸破壞都可等效為一個(gè)脫粘擴(kuò)展過程。脫粘擴(kuò)展破壞準(zhǔn)則采用混合型破壞準(zhǔn)則:圖1長桁端頭脫膠222GGGⅠⅡⅢ周凱華等[6
