● 摘要
GLARE层板（玻璃纤维增强铝合金层板）是一种新型的纤维金属层合板，具有优越的疲劳、冲击和损伤阻抗性能，是一种非常优秀的航空结构材料，以代夫特科技大学为首的研究团队已成功的将其大规模的应用在商用大飞机上，而国内还没有应用该先进层板的飞行器，甚至连最基本的性能研究也未系统开展，因此系统地研究GLARE系列层板的力学性能和损伤容限特性，具有十分重要的工程实际意义。
本文根据国内的生产技术水平和原材料可提供条件以及GLARE层板商业分类，结合现有复合材料试验标准和金属材料试验标准建立了适用于国产GLARE层板基本力学性能的试验方法。对组成GLARE层板的组份材料玻璃纤维预浸料、铝板以及GLARE层板的拉伸、压缩和剪切性能进行测试，确定了其力学性能参数、破坏模式和破坏过程。得到的数据和损伤过程可为全面了解GLARE层板基本力学性能和损伤容限特性研究提供指导。
首次采用ASTM标准对GLARE层板的损伤阻抗和损伤容限性能进行试验研究；根据国外的研究成果选取四种不同正交铺层GLARE层板进行低速冲击试验，并采用表面形貌观测、超声扫描、断口分析等手段研究了层板厚度、玻璃纤维层铺层方式以及玻璃纤维不同组份体积含量对GLARE冲击损伤阻抗性能的影响。从而可为全面评价GLARE层板的抗冲击损伤性能提供指导。对四种铺层的GLARE层板在横向集中准静态载荷作用下的损伤过程进行了试验研究，采用高倍照像、超声扫描和断口分析的手段研究了GLARE层板损伤起始和损伤扩展过程，并确定了其最终损伤模式。在对不同铺层结构、不同冲击能量下复合材料层板低速冲击损伤特性分析的基础上，并结合复合材料层板准静态压痕试验结果，揭示了GLARE层板的损伤容限特性。
建立了适用于国产GLARE层板的力学性能分析的计算模型，并分别对不同种类GLARE层板进行了模拟计算；引入组份材料基本性能参数的正态分布函数，基于有限元分析方法和渐进损伤分析方法，建立GLARE层板基本力学性能预测模型，实现了对GLARE层板在拉伸载荷作用下的强度、刚度和破坏模式的准确预测。