复合材料帽型加筋板冲击损伤后的弯曲性能

张永强， 刘龙权， 余 音

（上海交通大学航空航天学院航空航天先进材料与结构试验中心，上海200240）

0 引 言

复合材料加筋薄壁板因其优良的力学特性，被越来越多地应用到飞行器、船舶与汽车的主要承力结构当中［1-3］，在结构承受集中载荷或者局部弯曲时，筋条可以传递来自壁板与边框的剪切载荷，大大加强了壁板的稳定性与极限承载能力。其中，帽型加筋板由于其封闭的截面特性具有良好的扭转刚度，稳定性好，成为飞机、火箭等环状结构蒙皮的首选。在服役过程中，弯曲载荷是环状结构主要承受的载荷［4］，且容易受到跑道碎石、冰雹等的撞击［5-6］，因此撞击后的损伤情况以及受到损伤后的抗弯强度刚度问题是帽型加筋板设计的重要影响因素。研究表明，胶层脱粘是帽型加筋板的主要破坏形式［7］，同时还存在纤维分层、屈曲等问题［8］，且局部失效会改变结构的传力路径，不同破坏模式之间相互影响［9］。这些问题加大了设计上的难度，引起国内外众多学者对此进行研究探讨。

孙晶晶等［10］通过试验和数值法，研究了复合材料帽型加筋板承受横向四点弯曲时，不同跨距下筋条脱粘的失效机理，并分析了结构损伤对传力路径的影响。Yetman等［11］指出材料的GIIC、拉伸强度等特定断裂性能对评估帽型加筋板裂纹的萌生与扩展具有重要作用。张茹等［12］借助ABAQUS分析了矩形预制分层的形状与所在位置对极限载荷的影响，结果发现缺陷面积较小时，极限载荷略有降低，只有超出一定值时，极限载荷才会突然下降。……