復合材料機翼中膠接結(jié)構(gòu)的有限元模擬.pdf

1、對于全復合材料機翼而言，采用金屬機械連接不僅會破壞纖維的連續(xù)性，而且會增加系統(tǒng)重量，不能充分發(fā)揮減重的效果。由于膠接連接存在無鉆孔引起的應力集中，對搭接板本身剛、強度無影響；零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)輕，連接效率好，可以降低制件的成本；能夠獲得光滑氣動外形等優(yōu)點。然而膠接連接有如下缺點：受力的分散性大，難以進行等強度設計，受環(huán)境影響大，工藝要求嚴格，膠層厚度對膠層應力有較大影響，并且膠接結(jié)構(gòu)不能夠進行多次拆卸。在不考慮工藝的基礎上，全復合材料機翼

2、膠層設計有如下兩個難點：（1）確定膠層厚度，因為膠層厚度的變化對膠層應力有較大影響；（2）復合材料零部件與膠層的等強度設計，由于復合材料零部件與膠層采用不同的強度準則。在進行有限元分析時候，主要難點是膠層與零部件模型的幾何尺寸相差5個量級。
　　針對提出的這些問題，本文首先研究了單搭接方式中復合材料搭接板的力學性能，膠層在三種典型載荷影響下的變形規(guī)律，再對膠層和復合材料搭接板的強度準則展開研究。然后通過有限元數(shù)值模擬的方法建立單搭

3、接的二維和三維模型進行了研究，得到了膠層界面與膠層中部的應力分布和確定三維效應對膠層的影響規(guī)律，研究了搭接長度、膠層厚度和搭接形式對膠層應力的影響，通過拉伸實驗和拉脫實驗，分別確定膠層的剪切強度和拉脫強度。最后設計了一種長展弦比的全復合材料機翼，并使用CATIA進行鋪層設計，通過飛行環(huán)境得到了表面載荷，使用Hypermesh進行了前處理，并將 CAD模型導入C AE軟件處理。針對模型中有限元網(wǎng)格過多的問題，使用子模型法進行處理，大大減少