题目：含损伤复合材料夹芯结构修补技术的研究

复合材料夹芯结构通常由复合材料面板与中间芯层共固化或粘接而成，通过充分利用各个组分的性能特点使得结构性能达到最佳。由于复合材料夹芯结构抗弯刚度大，疲劳性能好，结构表面光滑，可减轻结构重量等优点，在航空领域应用越来越广泛。但是复合材料夹芯结构在制造和使用过程中易出现缺陷或损伤，所以迫切需要研究含损伤复合材料夹芯结构的修补技术，以提高结航空结构件损伤后的使用寿命和降低使用维护成本。

目前国内外针对复合材料结构的修补技术研究已经取得了丰硕成果，特别是关于层合板的修补技术研究已较成熟，而关于含损伤复合材料夹芯结构的修补技术研究较少，对于侧压性能及影响修补参数的研究基本也还停留在定性阶段。所以，本文在前人的研究基础上，对蜂窝夹芯结构在侧压条件下的修补结构性能进行了详细的试验研究和数值分析，并通过修补参数分析针对性地对特定损伤提供了最优修补方案，为工程实际应用提供了理论依据和指导。本文研究工作可归纳如下：

1) 开展了针对含损伤复合材料夹芯结构的修补技术研究。通过对复合材料单向板和胶层的基本性能试验和模拟研究，得到复合材料面板和胶层的基本力学性能数据，应用到复合材料蜂窝夹芯结构面板损伤的单侧斜接挖补的有限元模型中，最后基于MSC.Marc软件平台对其完好结构、损伤未修补结构及损伤修补后结构进行了侧压强度的分析计算。

2) 开展了蜂窝夹芯结构完好件、损伤件和修补件侧压试验研究，并分析了修补件侧压时失效模式和不同修补效果产生的原因。试验与有限元分析结果对比，吻合良好，从而验证了本文有限元模拟方法的正确性。

3) 分析了损伤直径对典型蜂窝夹芯结构修补前后性能的影响。通过对损伤形式、挖补角、铺层角度比例、夹芯高度、面板铺层厚度、胶层厚度等参数对修补效果的影响进行分析，得出了修补参数变化对结构修补后性能的影响规律，为含损伤复合材料夹芯结构修补技术的设计提供了重要的指导意义。通过与完好件对比，对修补效果进行评估，表明单侧斜接挖补能有效地恢复含损伤复合材料蜂窝夹芯结构的侧压强度。

4) 利用MSC.Patran二次开发中的PCL语言进行了参数化建模，并基于C#和SQLite数据库，开发了复合材料蜂窝夹芯结构修补分析平台，能够完成结构网格划分、边界条件和载荷设定、材料模型和属性定义、分析求解、结果输出和结构优化设计等功能，使用简单方便，为复合材料蜂窝夹芯修补结构的分析研究提供了有力支持。