复合材料长桁刚度与壁板胶接强度研究

由于结构设计要求和设计限制条件,加筋壁板的长桁常在翼肋或机身框、机翼与机身的开口等部位被终止。在拉伸载荷作用下,结构刚度突变及传载路径偏移导致长桁末端产生应力集中,易引起长桁与壁板之间脱胶分层。该文通过试验与数值仿真相结合的方法研究复合材料长桁末端脱粘破坏过程:使用拉伸试验机对试验件施加轴向拉伸载荷,并在关键研究部位粘贴应变片提取应变值,记录加载过程中脱粘破坏的起始与扩展过程;基于ABAQUS软件建立有限元模型,采用Cohesive界面单元模拟胶接作用,引入相应的损伤判据与材料退化准则模拟复合材料损伤及脱粘破坏。将试验数据与数值计算结果进行对比,结果表明:有限元仿真可以准确模拟复合材料长桁末端脱粘破坏过程,长桁末端胶接强度随长桁刚度增加而降低。通过改变长桁刚度设计,确定加筋壁板长桁末端最佳刚度比为0.15~0.2。