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1C型框結構工程分析方法

C型框結構的破壞模式為緣條的壓損破壞。也就是說，C型框試驗件沒有沖擊損傷，僅受到壓-壓疲勞的影響，因此，C型框的設計壓縮許用應變要求不超過-3200με。而C型框的結構設計許用應變一般取壓縮許用應變和壓損應變εcc之間的較小值。壓損應變值由下式計算而得：εcc=σcc/E緣條其中，σcc為壓損破壞應力，查取。C型框試驗件的框緣條寬度b=20mm，框緣條厚度t=2.8mm，計算得到的外緣壓損應變εcc=-3256με。因此，C型框的結構設計許用應變可取-3200με。由試驗得知，C型框沿0方向的破壞應變值一般在-4000με到-5000με范圍內。

2試驗及結果對比

2.1試驗件

本次試驗主要選取的復合材料C型框試驗件采用預浸料熱壓罐工藝成形，共三組，每組三件。試驗件材料采用T800級預浸料，材料屬性。第一組試驗件采用預浸料單向帶Epsilon99702.1/HST-130和預浸料織物Epsilon99702.1/HTA-5HS-285，鋪層采用鋪貼方案1；第二組試驗件采用預浸料單向帶CYCOM977-2-35-12K/HST-134和預浸料織物CYCOM977-2A-37-3K/HTA-5H-280，鋪層采用鋪貼方案2；第三組試驗件采用預浸料單向帶Epsilon99702.1/HST-130和預浸料織物Epsilon99702.1/HTA-5HS-285，鋪層采用鋪貼方案2。典型鋪層信息所示，0鋪層沿環(huán)切線，90鋪層沿環(huán)半徑方向。直段與彎曲段過渡截面（圖3中試驗破壞區(qū)域所示）的外緣條在壓應力作用下局部失穩(wěn)后壓損破壞，緣條迅速分層并擴展，最終導致該截面破損。

2.2試驗結果對比

將試驗件的破壞載荷帶入式中求得理論破壞應變。理論破壞應變與實測破壞應變的結果?？梢?，由破壞載荷求得的理論破壞應變與實測破壞應變偏差為-11.3%~15%，該值在可接受范圍之內；在同等載荷下，由該方法計算的理論破壞應變小于實測破壞應變。設計許用應變對應的設計許用載荷為2292N，而在此載荷條件下，該方法計算的理論破壞應變大于設計許用應變。因此，采用該工程估算方法計算承載能力是偏安全的。

3結論

本文提出了一種針對復合材料C型框結構的工程分析方法。經(jīng)過理論計算和試驗對比分析，此工程方法計算結構承載能力是偏安全的，可用于指導民用飛機復合材料C型框的結構設計。

作者：郝新超宮占峰苗強單位：中國商飛上海飛機設計研究院