● 摘要
一代材料，一代飞机。航空工业的发展，尤其是新一代大型民用飞机的研制，带动并促进了复合材料技术的飞速发展。先进复合材料在新一代大型民机上的成功应用，标志着飞机复合材料化时代的到来。飞行使用的客观需求，使飞机复合材料结构的修理成为必须解决的重要技术问题。自70年代澳大利亚和美国空军采用复合材料补片修理损伤金属飞机结构以来，复合材料胶接修理技术已经成功应用于多种军机和民用飞机。实践证明胶接修理技术是一种优质、高效、低成本的结构修理技术。 本文以波音民机的结构修理手册为背景，研究了复合材料结构胶接修理的修理技术、修理方法和工艺，在此基础上针对胶接修理中的贴补和挖补两种典型修理方式，对复合材料典型结构即层合板和蜂窝夹芯板进行了修理后的强度分析。 用有限元软件ABAQUS建立了修理结构的三维实体有限元模型，用蔡-吴准则和点应力破坏准则对修补后结构进行强度预报，并结合已有的试验数据对计算结果进行了验证。在对层合板结构的修理中，对比分析了单面贴补、双面贴补，非穿透挖补的修理效果，通过参数化建模的方法对补片直径、厚度、挖补角等参数进行了优化，并分析了结构的损伤大小对修补效果的影响。在蜂窝夹芯结构的修理中，对比分析了非穿透贴补、非穿透挖补、穿透加衬挖补的修理效果。 本文对复合材料结构的几种典型修理的研究得到了一些具有实用价值的结论，同时也为下一步的研究工作奠定了基础。