基于实验的平面编织层合板拉伸性能预测

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1、g30994,垮l沈阳航空航天大学学报V01．30No·41Q!!±!旦—』竺些竺坠型竺丝竺塑竺些兰塑二—————竺坠型坠文章编号：2095—1248(2013)04—0037—03基于实验的平面编织层合板拉伸一．厶匕HE预测李淑萍8，贺军6，马少华。，佟刚6(沈阳航空航天大学a．航空航天工程学部(院)b．辽宁通用航空研究院C．机电工程学院，沈阳110136)摘要：本文的目的在于获得含有(±45。)和(0／90。)铺层的平面编织复合材料弹性模量和破坏强度的预测方法。分别取(±45。)和(0／90。)两种铺层

2、方向的试样做拉伸试验，获得这两种铺层方向的弹性模量、破坏强度和最大应变等力学性能数据。利用本文提供的公式获得不同铺层比例的层合板的弹性模量和破坏强度。该结果与试验结果、层合板理论计算结果进行了对比，都比较吻合。与经典层合板理论计算结果相比，该方法需要输入的数据少，方法简单，考虑到实际工艺情况，可以代替经典的层合板理论应用到初步设计中。关键词：铺层方向；编织层合板；拉伸性能；经典层合板理论中图分类号：V257文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．04．008Thep

3、redictionfortensilepropertiesofwovenfabriclaminatebasedontestingLIShu．pin98，HEJun6，MAShao—hua。，TONG—Gan96(a．FacultyofAerospaceEngineering；b．LiaoningGeneralAviationAcademy；C．CollegeofElectromechanicaiEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Ab

4、stract：Theaimofthepaperistoestabhshasimpleapproachtopredicttheelasticmodulusandtensilestrengthoftheplainwovencompositelayupintheorientationsof±45oand0／90。．Throughtestingthelaminaof4-45oorientationandlaminaof0／90。orientation。themechanicperformancedataconcer

5、ningthematerialproperties，suchastheelasticmodulus，thetensilestrengthandmaximumstrainwereobtained．Throughtheformulaproposedinthispaper，theelasticmodulusandtensilestrengthoflaminalayupintheorientationsof±45。and0／90。willbeobtained．Theresultsbasicallyagreewith

6、thosefromtestingandthosecomputedbyclassicallaminationtheory．ComparingwithCLT，theapproach，askingforfewerdata，issimpler，andcallbeapphedtothepreliminarydesign．Keywords：plyorientation；wovenfabriclaminate；tension；classicallaminationtheory纤维增强复合材料在航空领域已经获得了广泛的应用

7、。增强物通常有单向带、平面编织布和三维编织等多种类型。平面编织复合材料是一种在经向和纬向具有相同力学性能的复合材料，虽然它的力学性能比单向带低很多，但是它有制造成本低、工艺简单等优点，因此其在国外轻型飞机的设计制造领域有很多应用。对于平面编织复合材料，目前的文献[1—6]研究大都通过考虑纤维的弯曲，建立有限元细观力学模型，对平面编织层合板进行刚度和强度计算。由于建立细观模型比较复杂，在初步设计阶段不便于应用。在初步设计中很多采用经典的层合板理论进行分析，采用经典的层合板理论研究需要有一定的理论基础，不便于工

8、程人员实际操作。本文针对平面编织复合材料拉伸性能进行了试验研究，给出了预测拉伸弹性模量和破坏强度的工程公式。运用此公收稿日期：2012—12—07作者简介：李淑萍(1968一)，女，河北河问人，副教授，主要研究方向：飞机设计，E—mail：lsp@sau．edn．cn。38沈阳航空航天大学学报第30卷式，本文对不同铺层比例编织复合材料层合板的拉伸性能进行了计算，并对计算结果与实验结果以及经典层合板理论进行了对比，