主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
主办单位:西北工业大学  中国航空学会
地       址:西北工业大学友谊校区航空楼
航空复合材料干涉连接结构湿热服役力学性能研究
DOI:
作者:
作者单位:

广州民航职业技术学院

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通讯作者:

中图分类号:

TV214.8; TB33

基金项目:

国家自然科学基金项目(51575117,61179051);广东省高校特色创新项目(2022KTSCX224)


Study on mechanical properties of aeronautical composite interference-fit structures in hygrothermal service
Author:
Affiliation:

Guangzhou Civil Aviation College

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    摘要:

    当前,湿热环境对复合材料的影响更偏向于材料组成结构方面的研究,对复合材料连接的研究则相对匮乏。以复合材料干涉连接结构为对象,基于湿热环境下复合材料的力学本构关系与连续损伤模型,建立复合材料干涉连接结构的数值仿真模型;利用该模型分别对湿热循环0、30、60、90、120 天干涉连接结构的静强度和损伤失效进行分析,并结合湿热老化实验对其进行验证。结果表明:随着湿热循环周期由0 天逐步递增到120天,复合材料干涉连接结构的极限载荷分别降低了3.33%、5.63%、8.83% 和10.81%;湿热环境会造成复合材料开孔处基体内部发生老化反应,致使基体性能迅速下降,而对纤维损伤影响较小。

    Abstract:

    In order to reveal the influence of hygrothermal environment on the mechanical properties of aeronautical composite connection structure, a numerical simulation model of composite interference-fit structure was established based on the mechanical ontological relationship and continuous damage model of composites under the hygrothermal environment with the object of composite interference-fit structure. The model was utilized to analyze the static strength and damage failure of interference-fit structures in the hygrothermal cycle of 0 days, 30 days, 60 days, 90 days and 120 days respectively, and was validated with the hygrothermal aging experiment. The results show that the ultimate load of the composite interference-fit structure decreases by 3.33%, 5.63%, 8.83% and 10.81% respectively, as the hygrothermal cycling period increases from 0 days to 120 days; the hygrothermal environment causes the aging reaction within the composite matrix, results in a rapid deterioration of the matrix performance, while has little effect on the fiber damage. The validity of the numerical simulation model was verified by comparing the experimental results with the simulation results.

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  • 收稿日期:2023-10-23
  • 最后修改日期:2024-01-28
  • 录用日期:2024-02-01
  • 在线发布日期: 2024-10-25
  • 出版日期: