复合材料机身帽型长桁加筋壁板剪切失稳及张力场计算

李 真，程立平，李卫平

(1.中国商飞上海飞机设计研究院，上海 201210；2.中航工业中国飞机强度研究所，西安 710065)

碳纤维复合材料结构具有比强度高、抗疲劳性能好[1]等优点，近年来逐渐应用于大型民机机身壁板结构设计。壁板承受剪切载荷时，首先蒙皮发生剪切失稳，之后壁板进入张力场状态，仍然具有较强的承载能力，挖掘壁板失稳后的承载能力对飞机减重设计有重要的意义。

Kuhn等[2-3]在NACA(National Advisory Committee for Aeronautics，美国国家航空咨询委员会)支持的项目中研究了铝合金机身单曲率壁板的张力场分析方法，并通过试验进行了验证。彭艺琳等[4]研究了铝锂合金材料加筋壁板的剪切屈曲性能。孙为民等[5]通过试验和工程算法研究了金属机身单曲率壁板在剪切载荷下的承载能力。汪厚冰等[6]通过分析和试验研究了复材帽型加筋平直壁板的剪切屈曲性能。Zhang等[7]采用分析和试验结合的方法研究了潮湿环境下复材壁板的屈曲和后屈曲特性。李真等[8]采用分析和试验结合的方法研究了复材机身壁板在增压载荷、拉伸、压缩、剪切载荷作用下的疲劳和损伤容限性能。袁菲等[9]采用有限元软件ABAQUS定义了壁板及连接界面的失效准则，研究了复材加筋壁板在压缩载荷下的屈曲和破坏特性，分析结果和试验数据对比良好。王喆等[10]采用内聚力模型模拟复材机翼长桁与蒙皮界面失效，研究了机翼结构变厚度长桁的承载能力，结果表明长桁变厚度设计可以有效提高结构承载能力。陈昊等[11]设计了一种新型的试验装置，采用有限元分析和试验方法研究了复材机身壁板对接结构的静力、疲劳和损伤容限性能。……