航天器复合材料结构的渐进损伤分析

       复合材料结构渐进损伤分析是获取复合材料结构极限承载能力、实现基于可靠性的结构定量设计、评估长寿命航天器损伤容限和耐久性的有效方法。文章介绍了复合材料渐进损伤分析的基本原理与方法、用于分层分析的内聚力模型及相应的强度判据和断裂判据，通过典型的用于表征损伤容限的开孔压缩算例，实现了复合材料层内失效和层间分层失效的渐进损伤分析，分析得到的破坏形貌和极限承载能力与试验值吻合良好。

       目前，在航天器结构设计的绝大多数情况下，结构设计并不需要准确预计结构的破坏载荷，而是需要设计出一个在给定载荷下不破坏的结构，因此，简单可靠的复合材料结构首层失效分析(First PlyFailure．FPF)方法得到了广泛应用，但其缺点是裕度较大，造成不必要的材料浪费和结构质量增加。随着结构设计水平的提高、尤其是基于可靠性定量
设计方法的发展和应用，对复合材料结构末层失效(Last Ply Failure，LPF)的分析、及对首层失效和末层失效之间的强度储备的分析越来越重要。

       此外，随着长寿命航天器的研制，复合材料结构的剩余强度、损伤容限和耐久性设计变得愈加重要。复合材料结构的分层、及胶层脱粘等诸多问题也需要加以解决，以有效地对局部结构进行细节设计，及时发现薄弱环节，避免单一依靠在后期试验中发现问题所带来的成本增加。这些问题的解决也有赖于对复合材料结构渐进损伤分析方法的研究。

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