● 摘要
开孔在复合材料结构中较为常见，多种连接形式需要在复合材料结构上开孔，复合材料开孔层板也广泛应用于损伤容限性能研究。本文对复合材料开孔结构的渐进损伤过程进行了试验研究与跨尺度有限元分析。
通过X光扫描、超声C扫描、扫描电子显微镜观测、微距高速拍摄等先进试验手段研究了多种铺层形式的CCF300/5228A型复合材料开孔层板在拉伸和压缩载荷下的渐进损伤过程和损伤破坏机理，基于MMF3跨尺度失效理论和材料性能试验结果建立了有限元渐进损伤分析模型。此外，对飞机结构中的复合材料开口补强壁板损伤特点进行了试验研究。由研究工作得到了一些有意义的结论。本文研究成果可归纳如下：
1.拉伸试验研究针对5种不同铺层形式的复合材料开孔层板展开，在对比研究损伤过程和承载能力试验结果的基础上分析了各型层板的损伤特点及主导破坏的损伤模式，总结了渐进损伤特点、层板承载能力、主导层板破坏损伤模式的相互关联。
2.压缩试验研究针对4种不同铺层形式的复合材料开孔层板展开，研究结果反映了开孔层板在压缩载荷作用下易发生损伤的薄弱位置及各类型层板的损伤过程和破坏模式，在试验结果的基础上总结了层板渐进损伤特点、层板承载能力、层间薄弱位置数量的相互关联。
3.建立了基于MMF3跨尺度失效准则的有限元分析模型模拟开孔层板压缩载荷下的渐进损伤过程，在损伤起始和扩展、层板承载能力、层板破坏形式等方面与相应铺层方式试件的试验现象和结果进行了对比，验证了分析方法的有效性。
4.对复合材料开口补强壁板承载能力进行了试验研究。试验加载形式为剪切加载，试验件开口形式包括圆形和方形两类。基于试验结果分析了补强对开口结构承载和传载能力以及损伤特点的影响。