基于双轴拉伸试验的飞艇蒙皮材料非线性分析

鲁国富¹，邱振宇²，高成军²，陈务军²

1. 中国特种飞行器研究所浮空器与地效飞行器研发中心结构腐蚀防护与控制航空科技重点实验室2. 上海交通大学空间结构研究中心

摘 要：飞艇蒙皮为多功能层压织物材料,力学行为呈现复杂的非线性,合理表征其非线性的力学模型对飞艇结构设计与分析至关重要。本文对飞艇蒙皮材料试件进行了7个应力比双轴拉伸试验,基于正交异性材料模型,采用应变残差平方和最小方法计算弹性常数,建立线性力学模型;根据试验数据建立应力弹性常数响应面,建立以应力为变量的完整三次式非线性力学模型。并根据此力学模型建立飞艇蒙皮材料有限元分析模型,通过数值模拟七种应力比下的双轴拉伸试验,分析结果的应力分布和分缝位移与试验现象一致。将分析得到的应力-应变曲线与试验结果进行对比,两者能很好的吻合,表明非线性力学模型及分析方法适用于飞艇结构分析。

关键词：飞艇蒙皮;双轴拉伸试验;应变残差;非线性力学模型;有限元分析;