论文摘要：复合材料层合板挖补修理研究

随着复合材料日益广泛地应用于各种重要工程结构，复合材料修理问题已是国内外研究的重点。复合材料修理主要有贴补和挖补两种方式。挖补修理是一种永久性修补方式，它可以保持结构的原有空气动力学外形，并且有较高的强度和刚度恢复；但其在工艺上较为复杂。对复合材料层合板挖补修理的研究可以为未来的挖补修理设计提供一定的理论依据，具有很强的工程意义。本文首先对T300/NY9200G和T700SC/NY9200GA两种材料的挖补修理层合板进行了试验研究，试验包括对不同挖孔半径及挖补角下的层合板拉伸和压缩强度的测试。并对破坏后的层合板通过目视、金相、SEM、热揭层等多种试验手段进行分析。分析分别得出在拉伸和压缩载荷下的挖补修理复合材料层合板的损伤破坏机理，并讨论了不同参数对于挖补修理的影响。本文还对挖补修理复合材料层合板建立了三维损伤累积模型，分析出挖补修理复合材料层合板损伤破坏过程。模型对于在拉伸和压缩载荷下挖补修理层合板的强度计算结果和试验结果吻合良好。模型仿真出在拉伸和压缩载荷下挖补修理层合板的力学行为，并通过对不同挖补角情况下的计算结果分析，为挖补角的选择提供了依据。挖补修理复合材料层合板在拉伸和压缩载荷下有着不一样的损伤破坏过程，拉伸载荷下，在胶层失效后，损伤会沿着层合板的最窄处向自由边扩展，直到扩展到自由边，整个结构完全破坏。较小挖补角在压缩载荷下和拉伸载荷下的情况不同，胶层失效后，层合板便很快失去承载能力。挖补角也因此对于挖补修理复合材料层合板在不同载荷形式下的力学性能有着不同的影响。

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