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纤维金属超混杂复合层板(FMLs)具有优异的抗疲劳和耐冲击性能,是大型飞机蒙皮结构的重要选材,但该类层板存在复杂的界面且纤维层的破坏应变小,成形难度大,是制约其应用的主要因素。本课题面向我国启动的大飞机工程,针对玻璃纤维/铝锂合金超混杂复合层板(GFRP/Al-Li层板)依次研究其单弹丸、多弹丸的残余应力及其喷丸成形后在交变热场下的残余应力变化、松弛行为,建立了喷丸参数与变形曲率的定量关系,同时,证明了GFRP/Al-Li层板喷丸成形后对于飞机服役环境的适应性,为FMLs的喷丸成形研究提供理论依据。首先,采用数值模拟与试验相结合的方法研究了单弹丸准静态压入与动态撞击GFRP/Al-Li层板的残余应力,揭示了弹丸尺寸、下压深度、固化残余应力(GFRP/Al-Li层板固化后产生的残余应力)等因素对于残余应力的影响,分析了GFRP/Al-Li层板的失效行为与失效机理。研究结果表明:纤维层显著影响单弹丸压入金属层表面的局部塑性变形行为,弹丸直径超过2mm时,单向结构层板在沿着纤维方向的局部塑性变形小,弹坑呈椭圆形。随着下压深度的增加,弹坑周围的残余应力增加,过大的残余应力会导致GFRP/Al-Li层板失效。失效深度(发生失效时的弹丸下压深度)随着弹丸尺寸先增大后减小,失效深度处的两种失效行为(纤维断裂与分层)是否同时发生与弹丸尺寸有关。固化残余应力提高了单弹丸压入后的局部残余应力,降低了GFRP/Al-Li层板的失效深度,加剧其失效行为的发生。单弹丸撞击下的残余应力水平随着弹丸速度的增加而提高,失效速度(发生失效时的弹丸速度)随着弹丸尺寸的增加而降低。当准静态与动态所产生的弹坑深度接近时,两者的局部残余应力分布接近,具备等效替代的可行性。随后,以GFRP/Al-Li层板的单弹丸残余应力研究为基础,建立其均布的四弹丸模型,探究其多弹丸残余应力场问题。利用均布的四弹丸模型,基于等效模拟的思想,提出适用于GFRP/AlLi层板喷丸成形曲率预测的计算方法,分别计算GFRP/Al-Li层板喷丸成形时的等效弯矩(解析计算与数值模拟两种结果)与等效刚度,建立其喷丸参数与变形曲率的定量关系。将解析计算/数值模拟/试验测试结果对比发现,解析计算未考虑GFRP/Al-Li层板的固化残余应力且弱化弹丸间的相互作用,其与试验测试结果间的误差较大,误差在45%左右;数值模拟与试验测试结果间的误差较小,最大误差为-13.98%,最小误差仅5.21%。同时,采用等效模拟的方法,探究了固化残余应力对于GFRP/Al-Li层板喷丸成形残余应力的影响,固化残余应力提高了喷丸成形的平均残余应力,使其变形曲率有增大趋势。最后,利用高温试验、热冲击试验、以及热疲劳试验,探究GFRP/Al-Li层板喷丸成形后的残余应力在交变热场下的变化、松弛行为。结果显示:GFRP/Al-Li层板喷丸成形后随着温度升高,其曲率有微小地变大趋势,残余应力场增大其变形程度。经历1100次0-100℃热冲击循环(高低温停留时间短),喷丸成形后的GFRP/Al-Li层板几乎未发生变形,其残余应力松弛不明显,残余应力场稳定;经历1100次-55-100℃热疲劳(温度范围大,高低温停留时间较长)循环,喷丸成形后的GFRP/Al-Li层板初期(前300次循环)变形不明显,残余应力松弛行为不显著,1100次循环后,其变形较明显,残余应力松弛显著,但总体变化程度满足实际工程需求。同时,GFRP/AlLi层板在交变热场中的温度变化范围、高低温停留时间及其本身的初始残余应力场会影响其松弛行为,一般来说,交变热场的温度变化范围越大,高低温停留时间越长,初始弧高越大,GFRP/Al-Li层板的残余应力松弛行为越明显。