直升機蜂窩夾芯板穿孔損傷的修理優化

張富強，袁邦亮，李 俊，彭海鋒

(1.中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333001；2.空裝駐景德鎮地區軍事代表室，江西 景德鎮 333002)

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復合材料具有比強度高、比剛度高、可設計性好等優點，在直升機機體結構的用量逐步增加。同時，復合材料在制造和使用中，難免產生制造缺陷和損傷，需進行修理，恢復原有的性能。蜂窩夾芯板作為直升機一種典型的復合材料結構，同樣面臨損傷修理問題，如常見的穿孔損傷修理。目前，已有相關文獻對含穿孔損傷的蜂窩夾芯板開展貼補修理和挖補修理研究，但主要關注修理強度的恢復效果，沒有考慮修理重量的控制和優化。而在直升機上，修理所帶來的過多增重會影響直升機全機的重量分布，所以對直升機的結構修理要考慮重量要素。國內外的修理優化很少針對蜂窩夾芯板，更多集中在復合材料層合板，例如用遺傳算法對層合板進行斜接式挖補修理優化和階梯式挖補修理優化，用ARSM優化算法對層合板進行斜接式挖補修理優化，用有限元分析模型對層合板進行膠接(貼補)修理優化和膠鉚混合修理優化以及挖補修理附加層優化。因此，對含穿孔損傷的蜂窩夾芯板進行關于強度和重量的修理優化分析十分必要，可為直升機復合材料結構修理提供工程指導。

本文將建立蜂窩夾芯板的有限元模型，并將模型參數化，用壓縮試驗驗證有限元分析的準確性；然后結合遺傳算法，針對修理補片鋪層的大小、角度、層數，進行蜂窩夾芯板穿孔損傷修理的優化設計。……