[发明专利]一种复合材料层合板修理容限确定方法

说明书

本发明公开了一种复合材料层合板修理容限确定方法，其特征在于，包括如下步骤：参考ATSM D 3039设计试件尺寸，对完好件、损伤件以及修复件进行静态试验，记录试验结果；根据前述设计的不同类型试件，开展不同损伤程度的损伤件及修复件仿真计算，记录仿真结果；根据前述的试验和仿真结果，结合复合材料结构设计手册计算得到设计许用应变值；根据复合材料结构受载情况选取适当的安全裕度系数，结合设计许用应变值计算得到极限载荷值；根据不同损伤程度损伤件的试验及仿真结果，得到为修理容限的下限；根据不同损伤程度的损伤件修复后的试验及仿真结果，得到修理容限的上限。本发明为复合材料结构件修理容限的确定提供方法指导，具有极大的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及一种复合材料层合板修理容限确定方法，属于复合材料结构修理技术领域。

背景技术

以飞机复合材料结构修理的允许范围为例，在制定飞机复合材料结构修理手册时，一项重要的内容就是对结构损伤的判断和评估。根据结构的损伤程度，损伤可分为三类：允许损伤、可修复损伤以及不能修损伤。如何判断结构上的损伤为哪类损伤，就需要使用修理容限。修理容限分为：修理下限和修理上限。其中，修理下限决定损伤是否需要修理，修理上限决定损伤是否能修理。修理下限太小，维修人员在面对不影响结构性能的损伤时，仍需启动修复程序，严重浪费人力和财力资源。修理下限选择太大，那么在飞机带损伤运行时，可能会出现性能故障，进而威胁人机安全。综上所述，如何确定合适的修理容限范围，是具有重要工程意义的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术存在的技术缺陷，解决上述技术问题，提出一种复合材料层合板修理容限确定方法，有效解决复合材料结构修理容限的问题。

本发明具体采用如下技术方案：一种复合材料层合板修理容限确定方法，包括如下步骤：

步骤SS1：参考ATSM D 3039设计试件尺寸，对完好件、损伤件以及修复件进行静态试验，记录试验结果；

步骤SS2：根据步骤SS1设计的不同类型试件，开展不同损伤程度的损伤件及修复件仿真计算，记录仿真结果；

步骤SS3：根据步骤SS1、步骤SS2的试验和仿真结果，结合复合材料结构设计手册计算得到设计许用应变值；

步骤SS4：根据复合材料结构受载情况选取适当的安全裕度系数，结合设计许用应变值计算得到极限载荷值；

步骤SS5：根据不同损伤程度损伤件的试验及仿真结果，得到为修理容限的下限；

步骤SS6：根据不同损伤程度的损伤件修复后的试验及仿真结果，得到修理容限的上限。

作为一种较佳的实施例，所述步骤SS1中ATSM D 3039的参考为：试件最小长度要大于夹持长度、两倍宽度以及工作段长度的和，夹持端需要使用加强片。

作为一种较佳的实施例，所述步骤SS2中所述不同类型试件仿真中使用复合材料本构方程为正交各向异性本构方程，其表达式如下：

[σ]＝[C][ε]

C的矩阵表达式为：

式中:

C₁₁＝E₁₁(1-υ₂₃υ₃₂)γ,C₂₂＝E₂₂(1-υ₁₃υ₃₁)γ,C₃₃＝E₃₃(1-υ₁₂υ₂₁)γ,