RTM成型非对称复合材料T型接头的拉伸失效机理

作者：王帅; 陈梦熊; 李伟东; 罗楚养; 潘利剑

来源：复合材料学报, 2022, 1-13.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220125.003

• 复合材料
• T型接头
• 失效机理
• 有限元分析
• 树脂传递模塑

采用树脂传递模塑（RTM）工艺制备了结构对称和非对称两种复合材料T型接头试样，并对其进行了静态拉伸力学试验，对比分析了两种结构的拉伸破坏模式、结构刚度及破坏载荷。同时基于T接头内聚力模型（CZM），研究了两种不同结构T型接头的拉伸破坏过程及失效机理，并对比分析了不同偏转角下T接头的层间应力。结果表明：不同结构T型接头的拉伸破坏模式不同，偏转角的存在使结构非对称T型接头夹角大侧圆弧受力明显高于小侧圆弧，导致接头首先在大侧夹角圆弧与三角区界面定向萌生初始裂纹，随后裂纹主要沿大侧腹板翻边与蒙皮的界面扩展，进而导致接头最终破坏，最终失效载荷较对称T型接头提高了15.3%，且结构刚度更大。有限元结果表明T型接头三角区的初始失效主要由层间正应力及剪应力引起，有限元分析的失效模式与试验一致，结构对称及非对称T型接头最终失效载荷与试验值均吻合较好；且随着偏转角的增加，腹板圆弧处层间应力逐渐减小，初始失效载荷将随之增大；初始破坏位置将转移至大侧夹角圆弧末端。

• 单位
  中航复合材料有限责任公司; 东华大学; 中国航发北京航空材料研究院