复合材料胶接修补金属裂纹板及其应力强度因子的研究

摘要

在飞机的服役期间，金属结构中会不可避免地出现各种损伤，其中最常见的损伤是疲劳裂纹。为了延长飞机使用寿命，就必须要对损伤结构进行维修来提高结构的剩余强度，恢复其承载能力。为了增强飞机的机动性和增加有效载荷及航程，应当尽量减轻飞机结构重量。与使用金属补片进行修补相比，由于复合材料具有比刚度、比强度大、抗疲劳性能好、具有可设计性等优点，所以通过复合材料胶接修补来加强裂纹结构更有优势。因此复合材料胶接修补技术的研究具有很高的实际应用价值。 本论文以含裂纹铝合金蒙皮的胶接修补为例，研究了复合材料胶接修补技术及应力强度因子。论文的主要内容如下：(1) 通过有限元分析验证COH3D8单元模拟胶粘剂的可行性及准确性；(2) 基于参数化建模技术建立了有限元模型，并分析比较了单面与双面修补后的应力强度因子；(3) 以单面胶接复合材料为例，研究了复合材料补片及胶粘剂的相关参数对应力强度因子的影响；(4) 通过iSIGHT与ABAQUS软件，利用遗传算法和序列二次规划法对16种不同厚度的补片的铺层角度及几何尺寸进行了优化；(5) 通过对比16组优化结果确定最佳的修补方案。 本论文中采用的分析方法及结果为实际应用提供了参考。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表

声明

第一章 绪 论

第二章 ABAQUS参数化建模

第三章 修补模型及结果分析

第四章 胶接修补参数优化

第五章 结论与展望

参考文献

致 谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文