復合材料帽型筋條脫粘的失效機理分析.pdf

1、復合材料加筋結構由于其良好的后屈曲承載能力,被廣泛應用于航空結構當中。大量的實驗發(fā)現(xiàn),加筋結構在承受后屈曲載荷時,失效主要發(fā)生在筋條與蒙皮的膠接界面。這是由于蒙皮屈曲后,載荷傳遞給筋條,使得翼緣承受面外彎曲載荷,極易引起緣條與蒙皮的脫粘。為確保結構安全可靠,有必要對加筋壁板結構界面損傷以及破壞機理進行分析,為此,需要一種能準確預測損傷起始以及擴展的有效方法。
　　本文通過四點彎曲試驗模擬加筋結構受彎曲載荷時的蒙皮/筋條界面性能,利

2、用受關心區(qū)域部分點的實時應變結果以及用非接觸測量方法獲得的全場應變結果分析了帽型加筋結構的失效過程,應變變化趨勢與載荷變化趨勢基本一致,可以很好地反映加筋結構受四點彎曲載荷作用下筋條與蒙皮的脫粘過程。同時根據(jù)無損檢測結果及掃描電鏡(SEM)結果分析了加筋結構受四點彎曲載荷下的失效機理。分析發(fā)現(xiàn),損傷首先發(fā)生在筋條與蒙皮的膠接界面,表現(xiàn)為筋條與蒙皮的脫粘分層;應變變化趨勢與載荷變化趨勢基本一致,可以很好地反映加筋結構受四點彎曲載荷作用下筋

3、條與蒙皮的脫粘過程。
　　本文還基于ABAQUS建立了復合材料帽型加筋結構漸進損傷模型,分別考慮結構受四點彎曲載荷作用下筋條與蒙皮的界面損傷以及蒙皮層間分層損傷,并結合相應的失效判據(jù)以及材料性能退化方案,有效地預測了結構損傷;采用VCCT計算了膠接界面脫粘起始的應變能釋放率分布,從斷裂模式的角度分析了界面脫粘。數(shù)值結果與實驗結果吻合較好,表明了分析方法的合理性與有效性。
　　基于經試驗驗證的數(shù)值分析方法,本文分析了不同的細節(jié)