复合材料机翼格栅结构低速冲击损伤仿真研究

针对采用格栅结构的某无人机机翼,研究了机翼格栅结构在承受低速冲击下结构材料的损伤特性;在ABAQUS软件中建立了冲击损伤过程有限元模型,采用Hashin-Rotem应变失效准则和Camanho参数退化方式,对无穿透破坏前提下的单侧带蒙皮格栅结构进行了冲击仿真实验。研究了针对不同格栅结构构型、不同冲击位置、不同冲击能量等情况下的损伤特性。结果表明:对结构不同位置进行冲击时,结构损伤类型、面积、扩展特性等都有极大的不同,而且复合材料结构不同铺层的损伤特性也有很大差异;验证了格栅结构对损伤扩散具有良好的限制能力,表明格栅结构具有很好的抗损伤能力。

复合材料层合板及机翼格栅结构的动态特性优化设计

以复合材料层合板各单层连续变化的铺层角度为设计变量,在有限元软件中对层合板结构的基频进行优化分析,在四边简支和固支两种不同的边界条件下,结构的基频分别提高了4.9%和16.2%,并对优化前后结构的静力失效强度进行了对比分析。随后将这种优化方法应用到某无人机复合材料机翼格栅结构中,针对格栅结构蒙皮和肋板共计24个纤维铺层角度进行了优化设计,使结构基频提高了10.6%,同时结构的承载能力也有了一定程度的提高。