复合材料层合板斜切型挖补修理试验-哈尔滨工业大学学报.PDFVIP

第４９卷　 第５期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４９ Ｎｏ５ 　 　 ２０ １７年５月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｍａｙ ２０１７ ＤＯＩ：１０．１１９１８／ ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１６１１０５６ 　 　 　 　 　 　 复合材料层合板斜切型挖补修理试验 王绥安，谢宗蕻 ，李　 想 （西北工业大学 航天学院，西安 ７１００７２） 摘　 要：为研究拉伸载荷作用下不同挖补角和附加层数对复合材料胶接挖补修理接头刚度、强度、失效模式及关键位置应变 变化的影响，开展了复合材料层合板斜切型挖补修理接头拉伸试验． 采用一种碳纤维织物增强树脂复合材料作为母板与补片 材料，一种改性环氧树脂胶膜作为胶层材料，设计了斜切挖补角分别为１．８°、２．６°、３．５°、４．４°，附加一附加层或二附加层的斜切 型挖补修理试验件． 拉伸试验结果表明，在１．８°至４．４°挖补角范围内，所研究的接头刚度和强度随挖补角的增大而减小． 附加 层数的增加能够有效提升接头的刚度及强度． 接头的失效可以概括为四种模式，与挖补角及附加层数目相关。 接头关键位置 点的纵向应变变化能够动态反映接头的失效过程． 关键词：复合材料层合板；挖补修理接头；失效模式；试验分析；应变分布 － － － 中图分类号：ＴＢ３３２ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１７）０５ ００５６ ０６ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｌａｍｉｎａｔｅ ａｄｈｅｓｉｖｅｌｙ ｔａｐｅｒｅｄ⁃ｓｃａｒｆ ｒｅｐａｉｒ ＷＡＮＧ Ｓｕｉａｎ，ＸＩＥ Ｚｏｎｇｈｏｎｇ，ＬＩ Ｘｉａｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ７１００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｅｎｓｉｌｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎａｄｈｅｓｉｖｅｌｙ ｓｃａｒｆ⁃ｒｅｐａｉｒｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌａｍｉｎａｔｅｊｏｉｎｔｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ，ｆｏｒａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅｓ ａｎｄ ｋｅｙ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ’ｓｔｒａｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅｊｏｉｎｔｓｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｃａｒｆ ａｎｇｌｅｓ ａｎｄ ｅｘｔｒａ ｐｌｙ ｎｕｍｂｅｒｓ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｔｅｎｓｉｏｎｓ． Ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ｗｏｖｅｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｆａｂｒｉｃａｔｅ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｌａｍｉｎａｔｅｓ ａｎｄ ｒｅｐａｉｒ ｐａｔｃｈｅｓ，ａｎｄ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｃｕｒｉｎｇ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｅｐｏｘｙ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｆｉｌｍ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓａｄｈｅｓｉｖｅｌａｙｅｒ，ｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｓｅｒｉｅｓｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｉｔｈｏｎｅｅｘｔｒａｐｌｙ ｏｒｔｗｏｅｘｔｒａｐｌｉｅｓ，ｏｆｗｈｉｃｈ ｓｃａｒｆ ａｎｇｌｅｓａｒｅｅｑｕａｌｔｏ １．８°，２．６°，３．５°ａｎｄ４．４°，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｅｎｓｉｌｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅｊｏｉｎｔｓ ａｒｅ ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｓｃａｒｆ ａｎｇｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｆｒｏｍ １．８° ｔ