连续大开口复合材料层合板拉伸力学行为研究

王力立¹，付建伟²，薛俊川²，李新祥¹，张旭²

1. 中国飞机强度研究所全尺寸飞机结构静力/疲劳航空科技重点实验室2. 沈阳飞机设计研究所

摘 要：复合材料层合板作为飞机主承力构件使用时,常需在其上设置大开口以满足设备安装、检查维修等要求,但开口切断了纤维,导致结构局部应力和变形不连续,进而引发的应力集中使其力学行为复杂。针对机体主承力结构中含两个椭圆形大开口的复合材料层合板,采用试验与数值模拟相结合的方法,对其在拉伸载荷作用下的变形、传载以及应力集中现象进行了分析,并预测了结构损伤失效模式及破坏载荷。结果表明:复合材料层合板大开口附近应力分布复杂,应力集中导致开口周边区域易出现损伤,且损伤形式多样;尽管决定层合板极限强度的是纤维拉伸损伤失效,但泊松效应引起开口区过早出现的纤维挤压损伤不容忽视。

关键词：复合材料层合板;大开口;拉伸试验;失效分析;