层压式碳纤维复合材料耳片接头技术研究

摘要

本文开展了层压式复合材料结构设计和铺层设计理论的研究,简述了其设计原则和强度要求,提出了层压式复合材料接头的结构设计流程,以强度分析和实验的方法来确定接头的最终结构形式.对耳片的研究,本文采用了(Ⅰ-Ⅸ)9种不同铺层类型,并制成层压式复合材料耳片接头试件,分别进行剪切、拉伸和弯曲静强度试验,分析比较结果认为类型Ⅷ的耳片试件铺层是最佳的;然后对铺层类型Ⅷ的耳片试件,在带有金属衬套的情况下进行了疲劳试验,同时解决了干涉量大小和衬套安装两个关键问题.对层压式复合材料接头的研究,在基于复合材料耳片设计实践的基础上,根据减速板悬挂接头和作动筒接头的传载要求进行了复材接头结构设计,由四个铺层组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成,并研究了其成型工艺和模具的设计,制成了与减速板的结构形式相同的数模件,进行静强度和疲劳实验.实验证明这种复合材料接头的设计、选材、制造质量和强度是完全可行的.最后,将层压式复合材料接头应用到K8飞机的减速板上,将其作动筒接头和悬挂接头改用为这种接头,与金属件相比减重38%,连接件数量减少78%,通过实验证明了减速板的设计和应用是成功的.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1选题背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3复合材料接头与主结构融合设计

1.4复合材料接头的强度分析与实验、验证

1.5需要解决的问题

1.6本文研究内容

第二章复合材料接头结构设计的理论研究

2.1结构设计理论

2.1.1铺层设计

2.1.2力学分析

2.2工艺性设计

2.3主承力接头设计流程

2.4本章小结

第三章复合材料接头耳片的研究

3.1耳片的设计

3.2耳片的研制

3.3各铺层试件的静强度实验

3.4三维有限元分析

3.4.1复合材料三维单元刚度矩阵

3.4.2复合材料接头应力分析

3.5耳片衬套的设计与疲劳实验

3.6本章小结

第四章复合材料耳片接头的研究

4.1耳片接头的要求和设计

4.2接头的压制成型

4.2.1接头的成型工艺

4.2.2接头成型模具结构设计

4.3接头的试验研究

4.3.1数模件结构

4.3.2静力实验

4.3.3疲劳试验

4.4本章小结

第五章复材接头在减速板上的应用研究

5.1减速板结构设计

5.2减速板成型工艺

5.3减速板静力实验

5.3.1试验内容

5.3.2试验结果

5.4本章小结

第六章结论

参考文献

致谢