直升機(jī)蜂窩夾芯板穿孔損傷的修理優(yōu)化

張富強(qiáng)，袁邦亮，李 俊，彭海鋒

(1.中國直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333001；2.空裝駐景德鎮(zhèn)地區(qū)軍事代表室，江西 景德鎮(zhèn) 333002)

0 引言

復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比剛度高、可設(shè)計(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，在直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的用量逐步增加。同時(shí)，復(fù)合材料在制造和使用中，難免產(chǎn)生制造缺陷和損傷，需進(jìn)行修理，恢復(fù)原有的性能。蜂窩夾芯板作為直升機(jī)一種典型的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，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(guān)文獻(xiàn)對含穿孔損傷的蜂窩夾芯板開展貼補(bǔ)修理和挖補(bǔ)修理研究，但主要關(guān)注修理強(qiáng)度的恢復(fù)效果，沒有考慮修理重量的控制和優(yōu)化。而在直升機(jī)上，修理所帶來的過多增重會影響直升機(jī)全機(jī)的重量分布，所以對直升機(jī)的結(jié)構(gòu)修理要考慮重量要素。國內(nèi)外的修理優(yōu)化很少針對蜂窩夾芯板，更多集中在復(fù)合材料層合板，例如用遺傳算法對層合板進(jìn)行斜接式挖補(bǔ)修理優(yōu)化和階梯式挖補(bǔ)修理優(yōu)化，用ARSM優(yōu)化算法對層合板進(jìn)行斜接式挖補(bǔ)修理優(yōu)化，用有限元分析模型對層合板進(jìn)行膠接(貼補(bǔ))修理優(yōu)化和膠鉚混合修理優(yōu)化以及挖補(bǔ)修理附加層優(yōu)化。因此，對含穿孔損傷的蜂窩夾芯板進(jìn)行關(guān)于強(qiáng)度和重量的修理優(yōu)化分析十分必要，可為直升機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理提供工程指導(dǎo)。

本文將建立蜂窩夾芯板的有限元模型，并將模型參數(shù)化，用壓縮試驗(yàn)驗(yàn)證有限元分析的準(zhǔn)確性；然后結(jié)合遺傳算法，針對修理補(bǔ)片鋪層的大小、角度、層數(shù)，進(jìn)行蜂窩夾芯板穿孔損傷修理的優(yōu)化設(shè)計(jì)。……