【摘 要】
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平纹编织板蜂窝夹芯结构具有高比强度、高比刚度以及高透波的特点,被广泛应用于飞机雷达罩结构材料中,主要承受侧压载荷、平拉载荷和低速冲击的影响。在飞机维护过程中,需对发生损伤的平纹编织板蜂窝夹芯结构进行修复,使其恢复到适航状态,因此,对平纹编织板蜂窝夹芯结构修复性能和损伤机理的研究具有重要的工程意义。首先参照ASTM C364标准和ASTM C297标准进行无损伤的平纹编织板蜂窝夹芯结构、单侧面板损伤
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平纹编织板蜂窝夹芯结构具有高比强度、高比刚度以及高透波的特点,被广泛应用于飞机雷达罩结构材料中,主要承受侧压载荷、平拉载荷和低速冲击的影响。在飞机维护过程中,需对发生损伤的平纹编织板蜂窝夹芯结构进行修复,使其恢复到适航状态,因此,对平纹编织板蜂窝夹芯结构修复性能和损伤机理的研究具有重要的工程意义。首先参照ASTM C364标准和ASTM C297标准进行无损伤的平纹编织板蜂窝夹芯结构、单侧面板损伤修理后的平纹编织板蜂窝夹芯结构、单侧面板及蜂窝损伤修理后的平纹编织板蜂窝夹芯结构、双侧面板及蜂窝损伤修理后的平纹编织板蜂窝夹芯结构的侧压试验和平拉试验,三种修复结构均能较好地恢复平纹编织板蜂窝夹芯结构的侧压和平拉性能。其次,采用ABAQUS/Explicit建立平纹编织板蜂窝夹芯结构及其修复件的有限元模型进行了理论研究,基于渐进损伤失效分析方法和蜂窝等效理论,分析极限载荷作用下的应力集中情况和损伤过程。仿真分析结果表明,侧压作用下的平纹编织板蜂窝夹芯结构及其修复件的主要破坏模式是蜂窝局部皱曲引起的结构失稳,平拉作用下的平纹编织板蜂窝夹芯结构及其修复件的主要破坏是蜂窝芯子断裂和脱粘。最后参照ASTM D7136标准和ASTM D7137标准进行低速冲击后剩余压缩性能试验,并与挖补修复件和注胶修复件的面内压缩强度作对比,试验结果表明,冲击可导致平纹编织板蜂窝夹芯结构压缩性能降低30%以上,对冲击水平低于38.1mm冲头/16.4J的平纹编织板蜂窝夹芯结构修复效果较好。结合建立的有限元模型分析冲后压模型和挖补修复模型在压缩过程中的应力集中情况和损伤机理,仿真分析结果表明,低速冲击后的平纹编织板蜂窝夹芯结构在面内压缩载荷作用下,冲击区域的蜂窝芯子损伤呈椭圆形横向扩展至边缘,面板失去侧向支撑发生局部屈曲导致结构失稳进而发生破坏。挖补修复的平纹编织板蜂窝夹芯结构在蜂窝修补上沿应力集中明显,导致蜂窝芯子破坏,进而引发失稳。
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