分层损伤和完好复合材料薄壁加筋板的后屈曲承载能力及破坏形式

       利用冲击试验对先进飞机上常用的复合材料薄壁加筋板预制分层损伤，通过剪切试验研究了完好试样和损伤试样在剪切载荷下的屈曲、后屈曲承载能力及破坏形式。结果表明：分层损伤会降低复合材料薄壁加筋板的刚度，并改变其破坏形式，使其在剪切过程中出现明显的局部屈曲，进而大大降低其屈曲失稳载荷、后屈曲承载载荷和破坏载荷。

       纤维增强树脂基复合材料薄壁加筋板是先进飞机中应用较为广泛的一种结构，在飞机机翼和尾翼的翼面、梁腹板以及机身蒙皮上都有应用。当它们受面内压缩、剪切等载荷作用时，常见的失效模式为屈曲失稳。通常，复合材料结构在屈曲以后并不会马上失效，仍旧具有很大的承载能力，即后屈曲强度较高。据此对复合材料薄壁加筋板结构采用后屈曲设计是一种充分利用后屈曲承载能力的合理设计方法，有助于在保证安全的前提下减轻结构质量和节约成本，对提高经济效益具有重要意义。但是，复合材料结构在制造和使用过程中会遇到工具坠落或飞鸟、设备撞击等低能冲击，导致结构出现损伤，特别是在背面会出现较大的分层损伤，致使结构强度大幅降低。因此，对复合材料薄壁加筋板结构冲击后的性能进行试验研究具有重要的工程价值。国内外学者对复合材料冲击损伤后的压缩及拉伸剩余强度进行了大量研究，但有关分层损伤对剪切承载能力影响的相关文献还没有看到。为此，作者针对某型飞机垂尾复合材料薄壁加筋板，先通过冲击试验在蒙皮中央预制分层损伤，然后对完好试样和分层损伤试样进行剪切试验，分析了它们的结构破坏形式以及屈曲、后屈曲承载能力，以期为该结构在工程中的使用提供参考。

资料下载：   分层损伤和完好复合材料薄壁加筋板的后屈曲承载能力及破坏形式_谢紫龙.pdf