摘 要: 对给定外型与尺寸的整体成型复合材料机翼进行了设计、制备及力学性能实验研究。采用有限元分析软件,对空心复合材料机翼进行静力学分析,得到了承载效率与机翼几何尺寸的关系,并确定了最优结构尺寸与复合材料纤维铺层厚度。采用石蜡芯模辅助气囊法成型技术,制备了整体成型复合材料机翼,并进行了三点弯曲实验测定,分析了其破坏机制。三点弯曲实验研究发现,整体成型复合材料机翼的破坏模式为上蒙皮的局部屈曲失效,屈曲后仍有一定的承载能力。
自20世纪70年代中期以来,美国各大航空制造公司率先在各自研制的军机上采用复合材料机翼结构,欧洲随即在新研制的军机上也采用复合材料机翼结构。迄今为止,复合材料机翼结构设计技术发展大致经历如下过程:20世纪70年代中后期,机翼蒙皮壁板和梁、肋构件设计技术;80年代初期,翼面气动弹性剪裁设计技术;80年代中期,翼面设计/制造一体化,大型飞翼翼面的巩固化成型与先进制孔技术;80年代中后期,高损伤容限、低成本的复合材料机翼设计与制造技术。
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