直升机桨叶后缘调整片胶接性能研究

摘要

本文基于某型无人直升机桨叶后缘调整片胶接结构的剥离性能进行研究，探讨增强剥离强度的有效方法，在不影响直升机结构布局和飞行性能的原则上，设计二次加固方案，使调整片不会脱落，从而实现保证直升机飞行状态的稳定性和安全性的要求。 首先，本文采用单搭接结构的准二维线性解析模型，预测了接头搭接区包括峰值应力在内的胶层/被粘物任意位置处的应力和应变分布，以及搭接区内被粘物任意截面载荷，为非平衡接头初始阶段设计和胶接接头的强度预测提供了理论支持。通过观察初步成型试件和胶钉加固试件的剥离试验中试件的破坏形式和破坏部位，分析了多种二次加固方案的可行性，进而设计了三种增强调整片剥离性能的方案，即内部增强方案（胶层内部加入双面起圈织物增强体）、外部修补方案（用玻纤布对胶层易破坏部位补强）和双重加固方案。 其次，本文使用有限元软件Abaqus对三种增强试件及未增强试件进行了基于内聚力模型的有限元仿真计算，仿真中的界面参数通过对不同界面进行平拉、双面剪、DCB、ENF试验测得，观察不同增强方案的结构失效模式和损伤演化过程，结合试验比对，验证有限元仿真的准确性，得到不同方案对调整片初始破坏载荷的增强率。 通过对比分析以上增强方案，本文最终选取双重加固法来增强直升机桨叶调整片胶接性能，此方案已被应用于实际生产中，也为今后直升机桨叶调整片以及其他单搭接结构增强剥离强度提供了有效的思路和方法。

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