A320升降舵复合材料层压板修理强度分析.pdf

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1、工程ENGINEERINGA320升降舵复合材料层压板修理强度分析StrengthAnalysisforRepairedCompositeMaterialLaminateonA320Elevator12■刘渊史宏伟/1上海交通大学机械与动力工程学院2东方航空技术有限公司摘　要：随着复合材料在民航飞机上的广泛应用，以及复合材料修理对技术水平的要求较高，目前关于复合材料修理的研究深受业内关注。本文利用有限元ANSYS软件，对实际工作中空客A320飞机升降舵复合材料层压板建立模型，通过强度分析验证其经过实际修理后的强度恢复情况。关键词：复

2、合材料；修理；层压板；有限元分析Keywords：composite；repair；laminate；finiteelementanalysis0引言A350飞机，整机复合材料的使用量已材料和修理工具都比较昂贵，修理场地近年来在航空制造业中，由于先进经超过50%。以前复合材料仅应用于整设施要求较高，对维修人员的维修技术复合材料具有比强度和比刚度高，各向流罩等次要结构上，目前的新型飞机已和知识水平要求也较高。而结构修理的异性，疲劳特性好，热膨胀系数和热导将复合材料应用于机身蒙皮、大翼、隔目的是要在最短的时间和最少的费用条率低，抗腐蚀性

3、能好，重量轻等优点，框、地板梁等主要结构。件下修复结构的完整性。因此，复合材可以减轻飞机自身重量，节省燃油、增复合材料优异的性能，使飞机结料在民航飞机上的持续和广泛应用，严加航程，为航空公司提高商业利润，所构零件的减重效果达30%。然而，复合重依赖于飞机结构适用和经济实用的修[1]以其研制及应用日趋广泛，且在飞机结材料制成的零部件成本比金属材料高很理技术的发展。构中的占比越来越大。例如，早期的波多，其加工工艺和质量保证体系也较复音707和空客300机型，整机采用的复合杂。同样，复合材料在飞机结构上的应1复合材料结构设计准则材料不到3

4、%；而新型的波音787和空客用也给修理带来了很大困难，包括修理飞机复合材料结构设计的基本原jointsduetoboltlooseness[J]．Advances析[J]．北京航空航天大学学报，2013，[15]刘礼平．一种复合材料机身inEngineeringSoftware，2007，38（8-39（10）：1408-1413.蒙皮的胶铆混合修理结构：中国，9）：598-606．[13]张明星．T800碳纤维复合材201420038548.0.2014-01-21[P].2014-7-30.[11]KweonJH，JungJW．

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6、铆混合连接复合材料层合板结[17]程起有．曲面复合材料胶接修[12]黄文俊，程小全，等．复合材构的弹性分析[J]．中国民航大学学报，理的力学分析与参数优化[D]．西安：料混合连接结构拉伸性能与影响因素分2013（6）：49-54.西北工业大学，2005.航空维修与工程2015/782AVIATIONMAINTENANCE&ENGINEERINGwww.aviationnow.com.cn则是沿用以往金属结构设计的一系列规纸，损伤区域层压板原始铺层为20层，为了便于工程计算，本次修理结构定。民用飞机复合材料的结构完整性除原始铺层方向为

7、［0/＋45/＋45/0,(0,－中胶膜厚度相比总厚度可以忽略不计，[3]了必须要满足CCAR-25部飞机结构完整45,0)2］s，如图2所示。原始铺层从力学角度来讲，胶层中有内应力和横性大纲要求的条款外，还应满足飞机复材料为碳纤维环氧预浸料W3T282/向剪切力，均为小量，可以忽略不计。合材料结构设计、分析、制造、使用和F263，纤维材料为T300，树脂含量为3.1确定参数2维修等特殊性要求。设计限制载荷是飞38%～42%，纤维单位面积质量194g/m，对复合材料建模时，通常将纤维束机在使用过程中可能出现的最大载荷，单层预浸料压厚

8、为0.18mm，形成层压板看作是内部匀质的。应用混合定律预测飞机在飞行过程中的真正载荷都小于设后，纤维体积含量约为61%。修理采用弹性常数时，剪切模量的估算应进行修计限制载荷。设计极限载荷是用于静此种预浸料进行挖补修理，最下部补片正。