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复合材料胶铆混合修理优化设计

发布时间:2018-11-20 16:47
【摘要】:复合材料已在飞机结构中得到了广泛应用,其在制造、运输和服役过程中,容易产生各种各样的缺陷与损伤。如何对这些缺陷和损伤进行修理以恢复结构的强度、刚度,保证其能够安全服役,是迫切需要解决的问题。复合材料主要的结构修理方式为胶接修理、铆接修理和机械—胶混合修理,目前对于机械—胶混合修理的研究较少。本文首先对复合材料结构修理工艺的相关理论进行了概述,具体分析论述了胶接和铆接修理的相关参数、工序对修理效果的影响,而后针对胶铆混合修理工艺理论进行了论述;然后应用ANSYS有限元软件,对飞机蒙皮广泛采用的碳纤维复合材料层合板机械-胶混合修理结构进行仿真建模,并通过与胶接修理模型的对比,对胶层的应力特性与应力分布进行了分析研究,得出的结论为复合材料结构修理方案的设计提供了一定的有价值的参考依据;最后通过对混合修理结构的有限元建模及优化设计的结果分析,针对混合修理中的层合板铺层角度进行优化设计,提出一种较优的修理铺层方案。本文提出的胶铆混合修理方案对于丰富和完善现有的复合材料修理技术提供了一定的参考。
[Abstract]:Composite materials have been widely used in aircraft structures, and they are easy to produce various defects and damage in manufacture, transportation and service. How to repair these defects and injuries in order to restore the strength and stiffness of the structure and ensure its safe service is an urgent problem to be solved. The main structural repair methods of composite materials are adhesive repair, riveting repair and mechanical-adhesive hybrid repair. In this paper, the related theory of composite structure repair technology is summarized, and the related parameters of adhesive and riveted repair are analyzed and discussed in detail, and the effect of working procedure on the repair effect is discussed. Then, the theory of hybrid repair technology of rubber riveting is discussed. Then the ANSYS finite element software is used to simulate and model the carbon fiber composite laminated laminate mechanical repair structure, which is widely used in aircraft skin, and the model is compared with the adhesive repair model. The stress characteristics and stress distribution of the rubber layer are analyzed and studied. The conclusion provides a valuable reference for the design of the composite structure repair scheme. Finally, through the finite element modeling and the result analysis of optimization design of hybrid repair structure, an optimal repair plan is put forward according to the laminated layer angle in hybrid repair. The rubber riveting hybrid repair scheme presented in this paper provides a certain reference for enriching and perfecting the existing composite material repair technology.
【学位授予单位】:中国民航大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:V267

【参考文献】

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本文编号:2345438

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