复合层材的螺栓修复的实验和数值分析,这些复合层材有分层损坏
Shan Xiao1,2, Mingxuan Huang1, Zhonghai Xu1
1National Key Laboratory of Science and Technology on Advanced Composites in Special Environments, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China.
螺栓修复有效地恢复受损复合材料飞机结构的强度,达到107%的恢复率. 然而,分层传播仍然是关键的故障模式,限制了修复.
科学领域:
- 航空航天工程 航空航天工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 复合材料对于现代飞机结构至关重要.
- 有效的维修策略对于保持结构完整性和延长使用寿命至关重要.
- 螺栓维修是解决复合材料组件损坏的常见方法.
研究的目的:
- 通过实验和计算来验证螺栓修复在损坏的复合板样本上的有效性.
- 在经过修复的复合结构中研究故障机制,特别是分层传播.
- 为了验证一个有限元建模方法来评估修复复合金板材.
主要方法:
- 在三种类型的复合板样本上进行了压缩测试:完整的,受损的和修复的.
- 对所有三种样本类型进行了有限元模拟.
- 实验和模拟结果进行了比较,以评估准确性和验证修复方案.
主要成果:
- 螺栓修复在损坏的复合板材中实现了高达107%的强度恢复.
- 由于过度曲变形而导致的分层传播被确定为主要的故障原因.
- 有限元模型的预测与实验数据有很好的一致性,最大误差为7.9%.
结论:
- 拟议的螺栓维修方案适用于涉及复合结构的工程应用.
- 有限元素建模方法准确地预测了经过修复的复合板材的行为.
- 虽然提高了强度,但螺栓修复在完全抑制分层扩散方面存在局限性.
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