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先进复合材料制造技术在飞机制造中应用越来越广泛,尤其是在飞机机体结构中的应用,替代以往的金属结构,减轻飞机重量,提升飞机性能,同时提高飞机使用寿命和燃油经济性。但复合材料在低速冲击下内部会出现严重损伤,导致强度严重下降,给民航飞机维修业带来巨大挑战。 本文以空中客车公司 A320飞机升降舵上表面蒙皮前缘 W3T282/F263复合材料层压板为研究对象,对民航飞机在服役中的先进复合材料结构部件损伤修复技术进行研究,主要研究工作如下: (1)在分析民航飞机复合材料部件材料及其修理基本规范基础上,基于ANSYS软件建立了复合材料部件修理的有限元仿真模型。 (2)利用数值仿真分析方法,对W3T282/F263层压板热胶接挖补修理后强度恢复情况进行了研究,并且与原始制造结构进行了对比分析,得到了修理后在均布载荷下的应力分布和强度结果。 (3)根据民航飞机在服役中的环境及工艺因素对实际修理后强度恢复情况的影响,研究了这些因素对W3T282/F263层压板热胶接挖补修理后性能的影响,并对修理进行优化,采用不同铺层形式和使用不同材料预测热胶接挖补修理后载荷的应力分布和强度结果。 重点研究了民航飞机的复合材料维修水平以及修理后静强度恢复水平,从静强度进行结构稳定性局部分析,以满足飞机复合材料设计的损伤容限的要求。根据复合材料修理中热胶接修理的理论研究成果,结合工程实际中的情况,设计复合材料结构的修复方案,研究实际工况下复合材料修理后静强度恢复水平,通过模型分析得到满足飞机复合材料静强度要求的修理条件,减少实际中更换新件次数和维修成本。