一种复合材料胶接修理结构强度评估方法技术

本发明专利技术属于复合材料强度技术领域，涉及一种复合材料胶接修理结构强度评估方法。本发明专利技术使用ABAQUS用户子程序VUMAT编写复合材料本构关系，cohesive界面单元模拟胶接界面，使用Hashin准则、二次名义应力准则，以及基于能量的连续退化方式，分别模拟复合材料、胶接界面的初始失效和渐进损伤过程；基于试验方法，设计轴压和剪切情况下复合材料加筋壁板三维模型的边界和载荷施加方法；采用ABAQUS显示动力学方法计算复合材料加筋壁板胶接修理结构的强度；采用稳定性分析与显示动力学方法相结合的方法计算复合材料加筋壁板完好结构的强度。利用上面的技术，用来对复合材料加筋壁板修理结构进行有限元仿真分析，并对其原始结构、损伤结构进行强度对比，实现修理方案的可设计性。

A strength evaluation method of composite bonded repair structure

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料胶接修理结构强度评估方法
本专利技术属于复合材料强度
，涉及一种复合材料胶接修理结构强度评估方法。
技术介绍
复合材料加筋壁板是最为常见的航空主结构形式，对该结构形式及修理方案进行分析计算，能够指导结构及修理设计，提高设计效率。目前大多数分析都基于二维模型展开，而修理结构需考虑几何的三维特征，需使用三维模型进行模拟。胶接修理方案的制定涉及复合材料本体、修理胶膜的材料本构特征，还需考虑加筋壁板结构在轴压和剪切载荷下的失稳特征，施加与试验方法最相符的边界条件，对稳定性分析至关重要。修理方案的强度恢复效果需对比完好结构件、损伤结构件及胶接修理件的强度。
技术实现思路
本专利技术的目的：本专利技术的主要使用ABAQUS用户子程序VUMAT编写复合材料本构关系，cohesive界面单元模拟胶接界面，使用Hashin准则、二次名义应力准则，以及基于能量的连续退化方式，分别模拟复合材料、胶接界面的初始失效和渐进损伤过程；基于试验方法，设计轴压和剪切情况下复合材料加筋壁板三维模型的边界和载荷施加方法；采用ABAQU本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一，建立复合材料加筋壁板三维有限元模型，单元类型为实体单元，通过ABAQUS提供的用户自定义子程序接口编写复合材料三维本构关系及初始失效判据，定义材料发生失效后损伤变量以及复合材料三维本构关系的变化；/n步骤二，在加筋壁板长桁和壁板之间、补片和损伤孔之间建立界面单元cohesive，通过ABAQUS对材料定义时，首先对胶膜定义初始失效判据，模拟胶接界面的渐进损伤；/n步骤三，施加边界及载荷条件，计算加筋壁板结构承载能力及破坏模式，/n步骤四，复合材料加筋壁板完好结构，需用ABAQUS的Bulk模块进行屈曲分析，将一阶和...

【技术特征摘要】
1.一种复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，建立复合材料加筋壁板三维有限元模型，单元类型为实体单元，通过ABAQUS提供的用户自定义子程序接口编写复合材料三维本构关系及初始失效判据，定义材料发生失效后损伤变量以及复合材料三维本构关系的变化；
步骤二，在加筋壁板长桁和壁板之间、补片和损伤孔之间建立界面单元cohesive，通过ABAQUS对材料定义时，首先对胶膜定义初始失效判据，模拟胶接界面的渐进损伤；
步骤三，施加边界及载荷条件，计算加筋壁板结构承载能力及破坏模式，
步骤四，复合材料加筋壁板完好结构，需用ABAQUS的Bulk模块进行屈曲分析，将一阶和二阶模态下的结点位移乘以系数进行叠加，以初始扰动的方式施加于结构上，然后按照步骤一、二、三计算结构的承载能力及破坏模式，
步骤五，复合材料加筋壁板损伤结构及修理结构，按照步骤一、二、三计算结构的承载能力及破坏模式，
步骤六，比较复合材料加筋壁板完好结构、损伤结构、修理结构的承载能力，得出修理方案是否可行的结论。


2.如权利要求1所述的复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，所述边界及载荷条件包括轴压工况和剪切工况。


3.如权利要求2所述的复合材料胶接修理结构强度评估方法，其特征在于，所述轴压工况边界的施加方法：在夹具夹持部位施加位移约束，一端固...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晔楠，贾欲明，成炜，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61