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1、第20卷第3期航空学报Vol.21No.32000年5月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAMay2000文章编号:100026893(2000)0320282204低速冲击后复合材料层合板的修补研究122程小全,寇长河,郦正能(1.北京航空材料研究院,北京100095)(2.北京航空航天大学飞行器设计及应用力学系,北京100083)REPAIRSOFCOMPOSITELAMINATESWITHLOWVELOCITYIMPACTDAMAGE122CHENGXiao2quan,KOUChang2he,LIZheng2nen
2、g(1.BeijingInstituteofAeronauticalMaterials,Beijing100095,China)(2.Dept.ofFlightVehicleDesignandAppliedMechanics,BeijingUniv.ofAero.andAstro.,Beijing100083,China)摘要:在对含低速冲击损伤复合材料层合板压缩破坏研究的基础上,探讨了层合板在低速冲击损伤后的修补问题,提出了开口、金属填充以及机械修补等3种修补方法,并考核了它们对改善板的压缩强度的作用。结果表明,所提出的修补方法均有较好的效果,其中的机
3、械修补方法成倍地提高了层合板的压缩强度;同时还进一步证明了,子层失稳、扩展是导致低速冲击后层合板承压能力下降的重要因素。关键词:复合材料层合板;损伤;修补;剩余压缩强度;分层中图分类号:V257;TB33文献标识码:AAbstract:Basedonthestudiesoncompressivefailureofcompositelaminateswithlowvelocityimpactdamage,therepairmatteroflaminatesafterlowvelocityimpactwasinvestigated.Threerepairmo
4、desweredeveloped,namedasopening,metalfilling,andmechanicalrepairrespectivelyherein.Theirinfluencesonresidualcompressivestrengthwereexaminedthroughexperiments.Theimplicationsoftheresultswerethatalltherepairmodeshadfineimprovementuponcompressivestrengthwhilemechanicalrepairgotresid
5、ualstrengthdoubledandredoubled.Meanwhile,thisinvestigationhadprovedfurtherthatsub2laminatebucklingandthedelaminationexpendingweretheimportantfactorsthatcausedthedecreaseinthecompression2bearingcapacityofcompositelaminatesafterlowvelocityimpact.Keywords:compositelaminate;damage;re
6、pair;delamination;residualcompressivestrength一般的复合材料层合结构,因为层间界面的板压缩强度的影响,目的在于探索含低速冲击损存在,当它们受到低速冲击时容易发生分层等损伤层合板的修补方法,并验证文献[5]中对低速冲伤,导致冲击后层合板的压缩强度下降高达50%击后层合板的压缩破坏研究工作。以上,所以,压缩强度成为复合材料结构损伤容1实验概况[1,2]限设计必须考虑的最严重情况之一。复合材料结构的修补研究对飞机结构的可维采用SACMASRM2288试验标准,对层合板护性和成本降低具有重要意义,因此含低速冲击的低速冲
7、击损伤和冲击后的压缩进行实验研究;损伤复合材料结构的修补问题自然也应受到重修补后试件的压缩亦借用此标准,以便作结果对视。复合材料结构的修补与相应金属结构修补不比。冲击及压缩实验的具体内容见文献[5],这里[3]同,其修补件的设计与制备密切相关。一般说只作简略介绍。来,复合材料结构的修补分成发现损伤、确定损伤(1)试件所有试件都是矩形层合板,尺寸程度、损伤状态的应力分析、设计修补大纲、修补(长×宽×厚)为150mm×115mm×5mm。试样的件的制备、修补结构和修补后检测等几个重要环铺层顺序为[[45ö02ö-45ö902ö-45ö0ö45ö节,力学分析在
8、复合材料结构修补中占有重要的90]s]s,总共有40层,铺层材料均为T300ö双
