考慮脫粘的機翼復(fù)合材料結(jié)構(gòu)相似縮比型強度研究.pdf

1、飛機機翼風(fēng)洞實驗對飛機的飛行性能、載荷分布、強度校核以及結(jié)構(gòu)布局與選型等性能參數(shù)的設(shè)計有至關(guān)重要的作用，受國內(nèi)風(fēng)洞規(guī)模的限制，只能采用縮比模型實驗，模型在風(fēng)洞中需要準(zhǔn)確地模擬出原飛機的氣動彈性響應(yīng)特性，所以模型的設(shè)計必須根據(jù)相似性理論，確保滿足與原機翼在幾何、質(zhì)量和彈性方面均保持精確相似。傳統(tǒng)的金屬骨架縮比模型超重系數(shù)較高，難以準(zhǔn)確模擬現(xiàn)代跨音速飛機的彈性特征，機翼復(fù)合材料結(jié)構(gòu)相似縮比模型(ComSSM)可大大提高模型結(jié)構(gòu)效率、降低模型

2、結(jié)構(gòu)重量，實現(xiàn)與原機幾何外形、剛度特征和質(zhì)量分布的相似，是一種先進的風(fēng)洞實驗?zāi)Ｐ汀?br>　　為滿足相似理論要求，ComSSM的設(shè)計和制造采用粘接形式，而不能采用機械等方式連接。從而使模型為一個粘接的空間薄壁結(jié)構(gòu)，在外載荷作用下可能發(fā)生失穩(wěn)導(dǎo)致強度下降;并且由于縮比后可能出現(xiàn)一些細微結(jié)構(gòu)，如翼梁緣條部分，緣條寬度過小會使梁和蒙皮的粘接面積變小導(dǎo)致粘接強度不足;同時模型在制造過程中可能產(chǎn)生氣泡等粘接缺陷，風(fēng)洞實驗的吹風(fēng)過程中也可能在粘接界

3、面形成微裂紋造成強度損傷，這些缺陷和損傷都將對結(jié)構(gòu)的強度造成影響。強度不足則會導(dǎo)致風(fēng)洞實驗時模型提前發(fā)生破壞，使風(fēng)洞實驗失敗，并且可能損害風(fēng)洞實驗系統(tǒng)，造成嚴重的經(jīng)濟損失。
　　本文面向機翼復(fù)合材料結(jié)構(gòu)相似縮比模型的強度問題，以復(fù)合材料機翼盒段為研究對象，首先根據(jù)構(gòu)件材料特點確定了相應(yīng)的失效準(zhǔn)則，建立了含連續(xù)損傷狀態(tài)變量的材料剛度退化方案;并且在梁緣和蒙皮的高應(yīng)力集中區(qū)域的連接部位引入了界面單元反映粘接強度對于盒段極限承載能力的影