胶接修补结构在多向载荷作用下的极限强度

目前在国内外开展的复合材料及金属的胶接修补研究中 ,计算与试验都是采用单向加载方式。但在工程实际中需要修补的区域一般承受多向载荷。本文采用“双板 -弹簧”有限元修正模型 ,对多向载荷作用下的修补问题进行了研究。结果表明 ,在大多数情况下单向加载状态获得的极限强度恢复程度是偏保守的结果。

复合材料补片胶接修补结构的有限元分析

采用有限元分析方法，研究了裂纹板胶接复合材料补片后，裂纹尖端的应力强度因子值。结果表明增加补片的宽度和厚度，或者减小补片的长度，都可以提高结构的修补效果。

复合材料层合板阶梯型胶接修补斜度有限元数值模拟研究

建立阶梯型胶接修补结构的渐进损伤分析模型,研究阶梯型胶接修补后层合板在轴向拉伸载荷作用下的极限承载强度及失效模式,并进一步研究不同斜度下的修补工艺对修补后层合板强度的影响。通过编写VUMAT子程序,分别设置母板和补片的失效准则及刚度退化模型,选用Cohesive单元模拟胶层,完成复合材料层合板阶梯型胶接修补结构的渐进损伤分析。结果表明:极限拉伸强度随斜度的减小而增大,但当斜度为1∶20或更小时,强度恢复率变化不大;层合板0°铺层连接处的胶层最先发生损伤并沿垂直于施载方向扩展,直至失效,继而引起层合板和补片的损伤;胶层有效胶接面积随斜度的减小而增大,有效缓解应力集中现象;层合板基体拉伸失效首先发生在损伤区域最小半径处,纤维拉伸失效首先发生在0°铺层处,并沿垂直于施载方向扩展。