典型民机复合材料损伤分析及敲击检测

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1、第46卷第6期2016年11月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．46No．6NOV．2016典型民机复合材料损伤分析及敲击检测张伟，李艳军，曹愈远，付利霞，王宇婷(南京航空航天大学，江苏南京211106)摘要：只有充分研究民机典型复合材料损伤机理，才能在复合材料的应用中最大限度地减少和避免其损伤，并且为复合材料的损伤修理奠定基础。通过对民机典型复合材料损伤的研究，分别从材料、设计、结构、制造与使用等方面入手，通过细观破坏机制阐述了层合复合材料的损伤。对部件的

2、检测进行理论分析，找到易损伤位置，采用微观破坏机制运用敲击检测法对胶接复合材料就行了损伤检测，验证了二者的结合可提高检测效率及准确率。关键词：损伤机理；维修；细观破坏机制；敲击检测中图分类号：V25文献标识码：A文章编号：1671-654X(2016)06—0038—05AnalysisofCompositeMaterialUsedinCivilAircraftDamageandApplicationofAcousticImpactTestingMethodZHANGWei，LIYan—jan，CAOY

3、u—yuan，FULi—xia，WANGYu—ring(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing211106，China)Abstract：Inordertodecreaseandavoidthedamageofcompositematerial，it7Snecessarytoresearchthedamagemechanismverywell，andit7Salsousefulforrepairing．thisarticleresear

4、chthedamagemecha-nismfrom5differentsides，startwithmateria，designandstructure，withthemethodofmesodamageme—chanics．Whentestingcompositematerial，thetheoreticalanalysisshouldbedonefirsttofindtheplacewherethedamageiseasytohappen，thenusingtheacousticimpacttest

5、ingmethodtoverifytheresultoftheoreticalanalysis．Bycombinatingthemethod，theefficiencyandprecisionoftheacousticimpacttestingmethodareallincreased．Keywords：damagemechanism；acousticimpacttestingmethod；repair；methodofmesodamagemechanics引言复合材料是经过选择含有一定数量比的两种或两

6、种以上的组分(或组元)，通过人工复合，组成多相、三维结合且各相之间有明显界限、具有特殊性能的材料。先进符合材料具有高的比强度、比刚度、良好的抗疲劳断裂性能¨1。先进复合材料首先在飞机一般结构上应用，随后在次承力结构、主承力结构上应用。从20世纪80年代起，世界各国正在研制的性能先进的飞机的机翼一级部件几乎全都采用先进复合材料，很多机身和机翼等主承力结构都使用了复合材料，且用量超过20％【2]。而先进复合材料无损检测技术的发展水平和应用广度，对复合材料的研究深度和应用广度，有着至关重要的作用。随着复合材料

7、在飞机上应用的不断扩大，复合材料的设计、制造、应用、损伤检测及修复也愈加规范。本文将从探究复合材料细观的损伤机理出发，分析典型材料的损伤机理，并且介绍敲击检测在典型复合材料损伤检测中的应用。1民机常用复合材料性能及结构1．1典型复合材料介绍复合材料的分类方法有多种，通常是按基体、增强体或用途的不同进行分类。复合材料设计不同于传统材料的设计。传统材料设计是根据项目的使用目的和性能要求，拟定材料、结构、工艺及费用等方面的计划与估算，类似于材料选择，而非严格意义上的材料设计"1。图1是复合材料在现代飞机上的应

8、用。1．2典型复合材料1．2．1高聚合物复合材料树脂基复合材料。它是用量最广的复合材料。其收稿日期：2016—07—29修订日期：2016一lO—18基金项目：国家自然科学基金项目资助(50705097)；中国民航总局科技基金项目资助(MHRD07238)作者简介：张伟(1991一)，男，江苏连云港人，硕士研究生，主要研究方向为飞机健康监测与故障诊断。2016年11月张伟等：典型民机复合材料损伤分析及敲击检测·39·＼B热怒／黼B蝇MS8默