补片搭接长度对修理层合板湿热振动特性的研究

作者：崔开心; 卢翔^*; 赵耀斌

来源：复合材料科学与工程, 2023, (11): 12-20.

DOI：10.19936/j.cnki.2096-8000.20231128.002

• 搭接长度
• 复合材料层合板
• 阶梯挖补修理
• 湿热环境
• 振动特性
• 固有频率

根据复合材料层合板损伤尺寸确定补片的搭接长度尤为重要，合适的搭接长度能够有效提高层合板的强度，延长使用寿命。通过数值仿真与试验验证，研究湿热效应下补片的搭接长度对修理层合板振动特性的影响。基于一阶剪切变形理论(FSDT)和Hamilton原理推导了层合板在湿热效应下的本构方程和自由振动控制方程。利用ABAQUS软件建立了双面阶梯修理层合板模型，分析了在不同温度、湿度和湿热耦合作用下，使用搭接长度p分别为8 mm、10 mm、12.7 mm、14 mm、16 mm、18 mm的补片修理层合板与完整板的振动特性。结果表明：当温度T为300～320.15 K,p为12.7 mm时，层合板的热稳定性与刚度恢复效果较好；当湿度C为0%～0.158%,p为14 mm时，层合板的湿稳定性与刚度恢复效果较好；湿热耦合作用下，采用搭接长度较小的补片，固有频率变化较大，采用搭接长度过大的补片则会扩大修理区域导致层合板剩余刚度降低。p值越靠近12.7～14 mm的修理构型，湿热效应对固有频率影响越小，层合板的湿热稳定性与修理效果越好。

• 单位
  中国民航大学