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原文传递一种复合材料胶接修理结构强度评估方法

专利名称：	一种复合材料胶接修理结构强度评估方法
摘要：	本发明属于复合材料强度技术领域，涉及一种复合材料胶接修理结构强度评估方法。本发明使用ABAQUS用户子程序VUMAT编写复合材料本构关系，cohesive界面单元模拟胶接界面，使用Hashin准则、二次名义应力准则，以及基于能量的连续退化方式，分别模拟复合材料、胶接界面的初始失效和渐进损伤过程；基于试验方法，设计轴压和剪切情况下复合材料加筋壁板三维模型的边界和载荷施加方法；采用ABAQUS显示动力学方法计算复合材料加筋壁板胶接修理结构的强度；采用稳定性分析与显示动力学方法相结合的方法计算复合材料加筋壁板完好结构的强度。利用上面的技术，用来对复合材料加筋壁板修理结构进行有限元仿真分析，并对其原始结构、损伤结构进行强度对比，实现修理方案的可设计性。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
发明人：	杨晔楠;贾欲明;成炜
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN201911323233.4
公开号：	CN111122319A
代理机构：	中国航空专利中心
代理人：	杜永保
分类号：	G01N3/08;G01N3/24;G01N3/04;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/08;G01N3/24;G01N3/04
申请人地址：	710089 陕西省西安市阎良区人民东路1号
主权项：	1.一种复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，建立复合材料加筋壁板三维有限元模型，单元类型为实体单元，通过ABAQUS提供的用户自定义子程序接口编写复合材料三维本构关系及初始失效判据，定义材料发生失效后损伤变量以及复合材料三维本构关系的变化；步骤二，在加筋壁板长桁和壁板之间、补片和损伤孔之间建立界面单元cohesive，通过ABAQUS对材料定义时，首先对胶膜定义初始失效判据，模拟胶接界面的渐进损伤；步骤三，施加边界及载荷条件，计算加筋壁板结构承载能力及破坏模式，步骤四，复合材料加筋壁板完好结构，需用ABAQUS的Bulk模块进行屈曲分析，将一阶和二阶模态下的结点位移乘以系数进行叠加，以初始扰动的方式施加于结构上，然后按照步骤一、二、三计算结构的承载能力及破坏模式，步骤五，复合材料加筋壁板损伤结构及修理结构，按照步骤一、二、三计算结构的承载能力及破坏模式，步骤六，比较复合材料加筋壁板完好结构、损伤结构、修理结构的承载能力，得出修理方案是否可行的结论。 2.如权利要求1所述的复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，所述边界及载荷条件包括轴压工况和剪切工况。 3.如权利要求2所述的复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，所述轴压工况边界的施加方法：在夹具夹持部位施加位移约束，一端固支，另一端沿轴向施加位移载荷，在翼肋位置施加法向变形约束。 4.如权利要求2所述的复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，所述工况边界的施加方法：在夹具夹持部位施加法向变形约束，夹具缺口处(固定位置和加载位置)设置参考点，并与相邻两边施加MPC Link约束，模拟夹具中螺栓的传载，在固定端参考点施加固支约束，在加载位置参考点施加位移载荷。 5.如权利要求1所述的复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，所述复合材料材料发生失效后损伤变量及模拟胶接界面的渐进损伤是采用基于能量的退化方法。 6.如权利要求1所述的复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，所述材料三维本构关系是指复合材料弹性变形过程中，应力与应变之间的关系。 7.如权利要求1所述的复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，所述材料初始失效判据采用Hashin实现。 8.如权利要求1所述的复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，胶膜的初始损伤判断使用二次名义应力准则。 9.如权利要求1所述的复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，所述损伤结构包含直孔损伤和斜挖孔损伤。 10.如权利要求1所述的复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，所述修理结构指斜挖补胶接修理结构。
所属类别：	发明专利