專利名稱：一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的當(dāng)量沖擊損傷引入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料試驗(yàn)技術(shù)，涉及一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的當(dāng)量沖擊損傷引入方法。背景技術(shù)：
復(fù)合材料在現(xiàn)代飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用，復(fù)合材料許用值的確定是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在許用值試驗(yàn)中合理引入沖擊損傷是確定許用值的關(guān)鍵。目前在許用值試驗(yàn)中引入沖擊損傷主要是在無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的小板上根據(jù)要求能量值或者凹坑深度進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，該方法沒有考慮實(shí)際結(jié)構(gòu)特征，如果按照要求能量值引入沖擊損傷，對(duì)于薄板能量太大，對(duì)于厚板能量太小；如按照要求凹坑深度引入沖擊損傷，部分新型復(fù)合材料層板結(jié)構(gòu)在許用值試驗(yàn)過程中出現(xiàn)試驗(yàn)件表面凹坑深度不滿足要求，但是實(shí)際層板內(nèi)部的分層區(qū)域占據(jù)了試驗(yàn)件寬度的70%左右，該方法對(duì)于無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的小板試驗(yàn)件，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不論是壓縮強(qiáng)度還是斷裂應(yīng)變都偏低，應(yīng)用該結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)偏保守，増加結(jié)構(gòu)了重量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種沖擊損傷更加合理準(zhǔn)確的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的當(dāng)量沖擊損傷引入方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，損傷引入方法的步驟如下，(I)按照壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征，制作兩組相同的試驗(yàn)件，試驗(yàn)件帶有壁板、長桁的結(jié)構(gòu)特征，其中一組試驗(yàn)件依據(jù)要求的能量或凹坑深度進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，對(duì)兩組試驗(yàn)件分別模擬真實(shí)的支持條件進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，定義沖擊后試驗(yàn)件的壓縮值與未沖擊試驗(yàn)件壓縮值之比為K ；(2)取兩組相同的無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件，其中一組試驗(yàn)件包括5-8件，另ー組試驗(yàn)件為一件，依照帶壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征試驗(yàn)件組沖擊試驗(yàn)的能量，按照O. 5J/mm的值遞減，對(duì)5-8件試驗(yàn)件組進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，分別對(duì)兩組試驗(yàn)件進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，將沖擊后試驗(yàn)件的壓縮值與未沖擊試驗(yàn)件壓縮值進(jìn)行比較，得到ー組試驗(yàn)值；(3)將無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件的壓縮試驗(yàn)比值與具有壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征的試驗(yàn)件的K值進(jìn)行比較，取無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件的壓縮試驗(yàn)比值中小于K值中的最為接近K值的數(shù)值的試驗(yàn)件的沖擊能量作為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的當(dāng)量沖擊損傷引入的能量值。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明在考慮實(shí)際結(jié)構(gòu)特征確定的沖擊損傷引入能量值更加真實(shí)合理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)部位確定不同的沖擊損傷引入能力值，應(yīng)用本發(fā)明可以更準(zhǔn)確確定用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)許用值，充分發(fā)揮復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)，減輕結(jié)構(gòu)重量。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步詳細(xì)說明。損傷引入方法的步驟如下，
(I)按照壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征，制作兩組相同的試驗(yàn)件，試驗(yàn)件帶有壁板、長桁的結(jié)構(gòu)特征，其中一組試驗(yàn)件依據(jù)要求的能量或凹坑深度進(jìn)行沖擊試驗(yàn)(參見適航咨詢通報(bào)((AC20-107B復(fù)合材料結(jié)構(gòu)》)，對(duì)兩組試驗(yàn)件分別模擬真實(shí)的支持條件進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，定義沖擊后試驗(yàn)件的壓縮值與未沖擊試驗(yàn)件壓縮值之比為K ；(2)取兩組相同的無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件，其中一組試驗(yàn)件包括5-8件，另ー組試驗(yàn)件為一件，依照帶壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征試驗(yàn)件組沖擊試驗(yàn)的能量，按照O. 5J/mm的值遞減，對(duì)5-8件試驗(yàn)件組進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，分別對(duì)兩組試驗(yàn)件進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，將沖擊后試驗(yàn)件的壓縮值與未沖擊試驗(yàn)件壓縮值進(jìn)行比較，得到ー組試驗(yàn)值；(3)將無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件的壓縮試驗(yàn)比值與具有壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征的試驗(yàn)件的K值進(jìn)行比較，取無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件的壓縮試驗(yàn)比值中小于K值中的最為接近K值的數(shù)值的試驗(yàn)件的沖擊能量作為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的當(dāng)量沖擊損傷引入的能量值。實(shí)施例
損傷引入方法的步驟如下(I)對(duì)于某復(fù)合材料結(jié)構(gòu)壁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，按照壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征，制作兩組相同的試驗(yàn)件，試驗(yàn)件帶有壁板、長桁的結(jié)構(gòu)特征，其中一組試驗(yàn)件按照適航咨詢通報(bào)《AC20-107B復(fù)合材料結(jié)構(gòu)》所要求的能量6. 7J/mm進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，對(duì)兩組試驗(yàn)件分別模擬真實(shí)的支持條件進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，沖擊后試驗(yàn)件的壓縮值與未沖擊試驗(yàn)件壓縮值之比為K=O. 65 ；(2)取兩組相同的無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件，其中一組試驗(yàn)件包括6件，另ー組試驗(yàn)件為 I 件，對(duì) 6 件試驗(yàn)件組依照 6. 2J/mm、5. 7J/mm、5. 2J/mm、4. 7J/mm、4. 2J/mm、3. 7J/mm的能量進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，分別對(duì)兩組試驗(yàn)件進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，將沖擊后試驗(yàn)件的壓縮值與未沖擊試驗(yàn)件壓縮值進(jìn)行比較，得到ー組試驗(yàn)值O. 36,0. 42,0. 51,0. 62,0. 73,0. 81 ；(3)將無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件的壓縮試驗(yàn)比值O. 36,0. 42,0. 51,0. 62,0. 73、
O.81與具有壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征的試驗(yàn)件的K=O. 65值進(jìn)行比較，取無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件的壓縮試驗(yàn)比值中小于K值中的最為接近K值的數(shù)值O. 62的試驗(yàn)件的沖擊能量4. 7J/mm作為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的當(dāng)量沖擊損傷引入的能量值。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的當(dāng)量沖擊損傷引入方法，其特征是，損傷引入方法的步驟如下， (1)按照壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征，制作兩組相同的試驗(yàn)件，試驗(yàn)件帶有壁板、長桁的結(jié)構(gòu)特征，其中一組試驗(yàn)件依據(jù)要求的能量或凹坑深度進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，對(duì)兩組試驗(yàn)件分別模擬真實(shí)的支持條件進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，定義沖擊后試驗(yàn)件的壓縮值與未沖擊試驗(yàn)件壓縮值之比為K ； (2)取兩組相同的無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件，其中一組試驗(yàn)件包括5-8件，另ー組試驗(yàn)件為一件，依照帶壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征試驗(yàn)件組沖擊試驗(yàn)的能量，按照O. 5J/mm的值遞減，對(duì)5-8件試驗(yàn)件組進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，分別對(duì)兩組試驗(yàn)件進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，將沖擊后試驗(yàn)件的壓縮值與未沖擊試驗(yàn)件壓縮值進(jìn)行比較，得到ー組試驗(yàn)值； (3)將無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件的壓縮試驗(yàn)比值與具有壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征的試驗(yàn)件的K值進(jìn)行比較，取無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件的壓縮試驗(yàn)比值中小于K值中的最為接近K值的數(shù)值的試驗(yàn)件的沖擊能量作為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的當(dāng)量沖擊損傷引入的能量值。
全文摘要
本發(fā)明屬于復(fù)合材料試驗(yàn)技術(shù)，涉及一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的當(dāng)量沖擊損傷引入方法。損傷引入方法的步驟如下，(1)按照壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征，制作兩組相同的試驗(yàn)件，定義沖擊后試驗(yàn)件的壓縮值與未沖擊試驗(yàn)件壓縮值之比為K；(2)取兩組相同的無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件，進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，分別對(duì)兩組試驗(yàn)件進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，將沖擊后試驗(yàn)件的壓縮值與未沖擊試驗(yàn)件壓縮值進(jìn)行比較，得到一組試驗(yàn)值；(3)將無實(shí)際結(jié)構(gòu)特征的試驗(yàn)件的壓縮試驗(yàn)比值與具有壁板結(jié)構(gòu)的真實(shí)特征的試驗(yàn)件的K值進(jìn)行比較，確定復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的當(dāng)量沖擊損傷引入的能量值。本發(fā)明確定的沖擊損傷引入能量值合理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)部位確定不同的沖擊損傷引入能力值。
文檔編號(hào)G01N3/30GK102661900SQ20121014622
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者嚴(yán)紅, 寧宇, 王新波, 秦劍波 申請(qǐng)人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所