[发明专利]一种用于复合材料结构补强的纤维铺层和丢层方法

权利要求书

1.一种用于复合材料结构补强的纤维铺层和丢层方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：明确复合材料结构脆弱部位的主传力方向及主传力方向上所需截面刚度和截面强度；

步骤二：确定复合材料单向板性能参数；

步骤三：根据步骤二得到的参数，利用MATLAB编制程序，确定增强区域所需增加铺层角度及各铺层角度数量。

步骤四：对目标增强区域进行丢层方案设计。

2.根据权利要求1所述的复合材料结构补强的纤维铺层和丢层方法，其特征在于，所述复合材料增设铺层数设计规则：

(1)主传力方向上的刚度满足E_xnh＞E_gx，其中E_x为主传力方向等效模量，n为铺层数，h为单层板厚度，E_gx为所需截面模量；

(2)主传力方向上的强度满足σ_xnh＞σ_gx，其中σ_x为主传力方向等效强度，n为铺层数，h为单层板厚度，σ_gx为所需截面强度；

(3)次传力方向上的刚度满足E_ynh＞E_gy，其中E_y为次传力方向等效模量，n为铺层数，h为单层板厚度，E_gy为次传力方向所需截面模量；

(4)次传力方向上的强度满足σ_ynh＞σ_gy，其中σ_y为次传力方向等效强度，n为铺层数，h为单层板厚度，σ_gy为次传力方向所需截面强度；

(5)剪切方向上的刚度满足E_xynh＞E_gxy，其中E_xy为剪切方向等效模量，n为铺层数，h为单层板厚度，E_gxy为剪切方向所需截面模量；

(6)剪切方向上的强度满足σ_xynh＞σ_gxy，其中σ_xy为剪切方向等效强度，n为铺层数，h为单层板厚度，σ_gxy为剪切方向所需截面强度；

(7)铺层角度用0°、45°、-45°与90°四种铺层，且铺层应相对于板的中面对称布置，铺层的增减变化也应相对于中面对称。

3.根据权利要求1所述的复合材料结构补强的纤维铺层和丢层方法，其特征在于，变厚度段分为u/2m段，每段丢两层，且这两层相对层合板中面对称。

4.根据权利要求1所述的复合材料结构补强的纤维铺层和丢层方法，其特征在于，以错开的方式丢层，即丢层间应互相间隔。

5.根据权利要求1所述的复合材料结构补强的纤维铺层和丢层方法，其特征在于，长度最短的丢层应在离层合板外表面最近的部位，即长度最短的丢层是增强区靠近外表面的第二层。

6.根据权利要求1所述的复合材料结构补强的纤维铺层和丢层方法，其特征在于，为了缓解应力集中，应使丢层尖端尽量薄，相邻丢层错开的距离不宜过大，即变厚度区斜倾斜角度不宜过大，一般不大于10°，即a≤10°。

7.根据权利要求1所述的复合材料结构补强的纤维铺层和丢层方法，其特征在于，在主要载荷方向，最小5.1mm间距内每丢一层厚度不超过0.25mm。即每丢层段长度2u/m≥5.1mm、厚度2w/m≤5.1mm。