T300/QY8911單向板濕熱性能模擬與損傷分析

齊忠新 燕 瑛 劉玉佳 何明澤

(北京航空航天大學 航空科學與工程學院，北京100191)

復合材料具有比強度高、比模量高、耐疲勞等力學特性，在航空航天領域得到了廣泛應用，是我國重點研究發展的關鍵技術.飛行器復合材料結構服役期間，要承受復雜的疲勞載荷、意外的沖擊載荷等作用;同時也要承受溫度、濕度等環境因素的考驗.隨著對飛行器性能要求的不斷提高，對復合材料性能的要求也越來越高，濕熱環境對復合材料的性能及其損傷演化過程的影響已不容忽視.

目前，國外的復合材料技術比較成熟，對復合材料濕熱特性的研究開展了較多工作［1－5］.國內對復合材料濕熱性能的研究以試驗為主，在不同濕熱條件下復合材料的力學性能試驗［6－7］，復合材料濕熱性能的影響因素［8－9］等方面取得了較大進展;理論和數值模擬等方面比較緩慢，文獻［10］推導了對稱層合復合材料的宏觀熱膨脹系數.文獻［11］建立了濕/熱/力耦合下復合材料宏觀性能的定量表達式，對濕熱條件下層合板損傷進行了模擬.文獻［12－13］模擬了復合材料吸濕后的水分濃度場，對吸濕殘余應力進行了研究.

本文測試了濕熱條件下的T300/QY8911單向板彎曲性能，考察了濕熱對其彎曲性能的影響;建立了考慮濕熱影響的單向板彎曲有限元模型，對比了應用3種不同失效準則，模擬單向板彎曲的精度;以隱式非線性漸進失效分析，模擬了濕熱條件下T300/QY8911單向板的彎曲性能;基于MSC.Patran，利用PCL(Patran Command Language)，開發了復……