纯剪切状态下泡沫夹芯壁板非穿透损伤挖补强度研究

简介

建立了含非穿透损伤复合材料泡沫夹芯结构壁板挖补维修的三维有限元模型。分析了有限元模型的收敛性，给出了合理的网格划分密度。对纯剪切状态下含非穿透损伤泡沫夹芯结构进行了应力分析，给出了完好结构和维修后结构面板各材料主方向应力分布。基于最大应力准则给出了完好结构和维修后结构的强度。分析结果表明，维修后的结构在纯剪切载荷作用下，初始损伤均发生在与泡沫芯接触的母板内部铺层，损伤模式为2方向压缩破坏，应力极值点位于母板内部铺层与外部铺层的边界上；表面贴补铺层数的增加会导致修补结构强度逐渐下降，原因是挖补区域的贴补铺层增大了局部刚度，使挖补区域应力水平上升。在理想修复状态下，纯剪切载荷下挖补后结构的强度恢复系数约为89．95％。维修区域材料不连续，导致应力集中，使维修后结构的强度相对于原始结构下降了约10％。