含裂口損傷復合材料層合板拉伸試驗及數值模擬分析*

陳 娟， 王 星

（1.中航通用飛機研究院有限責任公司，珠海 519040；2.西北工業大學力學與土木建筑學院，西安710129）

復合材料由于具有比強度高、比剛度高、抗振、抗疲勞、破損安全性好、耐熱性和成型工藝性好等優點，在現代航空結構中得到了越來越廣泛的應用[1]。其主要應用于雷達罩、垂尾、平尾、機翼、整流罩、腹鰭、內部接頭和座艙蓋、輪艙蓋等部位[2]。目前，在航空領域，先進軍用飛機的主承力構件上已廣泛使用復合材料，所占比重達25%左右，直升機已達到60%，無人機則高達80%；航天方面，先進復合材料問世后已被大量運用于導彈、火箭、航天飛機和衛星結構上[3]。可見，復合材料在航空航天領域的需求及發展極具前景。

但是復合材料有其固有缺點，在實際應用中發現，由于完全不同于金屬的組織結構，復合材料結構的抗沖擊阻抗、抗沖擊韌性低[4]。受低速沖擊后的復合材料的損傷不像金屬一樣呈現在表面，而是隱藏于結構的內部[5]。這些不可見的損傷可引起材料強度的急劇下降，它們往往出現在制造、修理、維護中[6]。飛機在服役期間受損是難免的，研究飛機的損傷問題很有必要[7]。在航空領域，飛行器中的復合材料結構件不可避免地會受到飛鳥、冰雹等低速沖擊，發生不可見的內部分層損傷，最終導致結構強度的急劇降低，直接威脅到飛行器的使用安全[8]。

纖維增強復合材料層合板結構的損傷失效在工程領域中占據重要的地位，對于層合板的損傷模擬分析，使用的方法比較廣泛。……