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复合材料双面贴补修理拉伸解析分析模型及试验验证

发布时间:2018-08-24 10:41
【摘要】:复合材料胶接修理是一种有效并且低成本的修理技术。本文建立了复合材料层合板双面贴补胶接修理解析分析模型。模型中考虑了搭接区阶梯末端截面积变化细节。预测失效时,层合板采用最大应变准则,胶层采用最大剪应变准则和损伤区域理论。定义了残差函数来表征极限载荷解析计算结果与试验值的接近程度。通过试验对解析模型得到的等效刚度与极限载荷进行了验证。解析分析结果与试验数据对比表明:复合材料层合板双面贴补等效刚度随着搭接长度的增加单调增加。解析模型计算的等效刚度与试验结果最大误差不超过15%。当损伤特征长度为4%时,损伤区域理论对应极限载荷残差值最小,仅为4.30%,最大剪应变准则预测极限载荷的残差值为6.41%。解析模型分析表明,双面贴补极限载荷随着搭接长度的增加表现为快速增长、缓慢增长和几乎不增长三个阶段。搭接长度结合结构减重等限制因素应选择15~35mm为宜。
[Abstract]:Composite bonding repair is an effective and low-cost repair technology. In this paper, an analytical model for repairing composite laminated plates with double-sided bonding is established. In the model, the detail of the cross-sectional area at the end of the lap zone is taken into account. When the failure is predicted, the maximum strain criterion is adopted for laminated plate and the maximum shear strain criterion and damage zone theory are used for rubber layer. The residual function is defined to characterize the approximation between the analytical results of the limit load and the experimental values. The equivalent stiffness and limit load obtained from the analytical model are verified by experiments. The results of analytical analysis and experimental data show that the equivalent stiffness of composite laminated plates increases monotonously with the increase of lap length. The maximum error between the equivalent stiffness calculated by the analytical model and the test results is not more than 15. When the characteristic length of the damage is 4, the residual value of the limit load is only 4.30, and the residual value of the maximum shear strain criterion is 6.41. The analytical model analysis shows that with the increase of the overlap length, the double side patch limit load increases rapidly, slowly and almost no increase. 15~35mm should be chosen as the limiting factor such as lapping length and weight loss of the structure.
【作者单位】: 西北工业大学航天学院;
【基金】:国家自然科学基金(U1233202)
【分类号】:TB33

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本文编号:2200560

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