29 卷 3 期 第 第 2008 年 月 5
航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
随着复合材料设计制造技术的不断提高 ,国 外在 20 世纪 70 年代末 80 年代初开始了复合材 料连接接头的设计应用技术研究 , 在大型民用 客机 A310 , A320 垂直安定面的 主承 力接头 上 均已得到应用 [ 1 ] , 且这些接头均与主结构融 为 一体 。复合材料主承力接头设计制造技术对拓 宽复合材料在飞机结构上的应用范围 , 进一步 减轻结构重量 、 提高疲劳性能和降低制造成本 具有重要工程使用价值 。通常采用复合材料接 头比金属接头可减重达 30 %以上 , 复合材料接 头与结构件融为一体可明显减轻结构重量 , 提 高连接效率 。复合材料主承力接头的研制涉及 到材料工艺 、 无损检测 、 试验以及结构设计等诸 多方面 ,围绕复合材料主承力接头开展设计 、 分
收稿日期 :2007209221 ; 修订日期 :2008201202 通讯作者 : 程家林 E2mail : chengjl_cac @126. co m
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320640205
plane design. st rengt h p rediction ; static experiment
层压复合材料连接接头设计及其 在大飞机中的应用
程家林
( 成都飞机工业 ( 集团) 有限责任公司 技术中心 , 四川 成都 610092)
Design of Composite Laminated Joint and Its Application in Large Aircraf ts
Cheng J ialin
( R and D Center ,Chengdu Aircraft Indust rial ( Group ) Co . L td. , Chengdu 610092 , China)
摘 : 复合材料主承力接头的设计制造技术对拓宽复合材料在飞机结构上的应用范围 ,进一步减轻结构重 要
量、 提高疲劳性能和降低制造成本具有重要工程使用价值和发展应用前景 。开展了平面环绕型层压板式复合 材料承力接头的设计 、 分析与试验研究工作 。提出了工程设计方案 ,通过理论推导 ,建立了环形接头危险部位 的强度解析表达式并预测了具体接头设计的承载能力 ,同时完成了平面环绕型层压板复合材料接头的静力 试验 ,试验结果与理论预测吻合良好 。 关键词 : 复合材料 ; 主承力接头 ; 平面环绕型层压板设计 ; 强度理论预测 ; 静力试验 中图分类号 : V258 ; TB332 文献标识码 : A
plication of compo site materials in airplane st ruct ure , and make it po ssible to f urt her lighten t he st ruct ural
weight of t he airplane , imp rove it s fatigue p roperty as well as reduce manufact ure co st . This paper focuses o n t he design , analysis and experiment of an in2plane rounding type laminated co mpo site joint . The engineering design plan and t he t heoretical analysis are p resented and t he st rengt h p redictio n exp ression at dangero us spot s Key words : co mpo sites ; main load2carrying joint ; in2plane rounding type laminated scheme ; t heoretical
of t he joint is derived. The loading capacity of t he specific joint is t hen p redicted. A static experiment of t he in2 plane rounding type laminated joint is carried out , t he result of which agrees wit h t he t heoretical p rediction. The research is usef ul fo r engineering reference and application of compo site st ruct ure technology in large air2
Abstract : Technology for t he design and manufact ure of main load2carrying compo site joint s will widen t he ap 2
析、 工艺 、 试验技术研究具有重要的理论研究价 值和实际工程应用意义 [ 226 ] , 已成为复合材料技 术的重要发展方向之一 。
由于层压式结构无论在理论研究 , 还是制造
成型工艺上都相对成熟 , 层压式结构已成为主承 力连接接头首先考虑的设计应用结构形式 , 现行 飞机采用复合材料承力接头大多为层压式结构 , 即由两层或多层同种或不同种材料层和压制而 成 ,如 A320 飞机垂直尾翼接头等 ,均为典型的复 合材料层压式结构形式并与主结构融为一体 。随 着对接头承载能力要求的提高 , 对复合材料主承 力接头结构形式设计提出了新要求 , 故设法提高 主承力接头的承载能力成为复合材料主承力接头 结构形式设计的基本点 。文献 [ 7210 ] 对复合材料 结构连接技术进行了研究 , 提出了通过特殊局部 缠绕成型 、 补加成型 、 应用特种加强件 、 在加厚端
Vol1 29 No1 3 May 2008
飞行翻译公司 www.aviation.cn 本文链接地址：层压复合材料连接接头设计及其在大飞机中的应用.pdf
航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
随着复合材料设计制造技术的不断提高 ,国 外在 20 世纪 70 年代末 80 年代初开始了复合材 料连接接头的设计应用技术研究 , 在大型民用 客机 A310 , A320 垂直安定面的 主承 力接头 上 均已得到应用 [ 1 ] , 且这些接头均与主结构融 为 一体 。复合材料主承力接头设计制造技术对拓 宽复合材料在飞机结构上的应用范围 , 进一步 减轻结构重量 、 提高疲劳性能和降低制造成本 具有重要工程使用价值 。通常采用复合材料接 头比金属接头可减重达 30 %以上 , 复合材料接 头与结构件融为一体可明显减轻结构重量 , 提 高连接效率 。复合材料主承力接头的研制涉及 到材料工艺 、 无损检测 、 试验以及结构设计等诸 多方面 ,围绕复合材料主承力接头开展设计 、 分
收稿日期 :2007209221 ; 修订日期 :2008201202 通讯作者 : 程家林 E2mail : chengjl_cac @126. co m
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320640205
plane design. st rengt h p rediction ; static experiment
层压复合材料连接接头设计及其 在大飞机中的应用
程家林
( 成都飞机工业 ( 集团) 有限责任公司 技术中心 , 四川 成都 610092)
Design of Composite Laminated Joint and Its Application in Large Aircraf ts
Cheng J ialin
( R and D Center ,Chengdu Aircraft Indust rial ( Group ) Co . L td. , Chengdu 610092 , China)
摘 : 复合材料主承力接头的设计制造技术对拓宽复合材料在飞机结构上的应用范围 ,进一步减轻结构重 要
量、 提高疲劳性能和降低制造成本具有重要工程使用价值和发展应用前景 。开展了平面环绕型层压板式复合 材料承力接头的设计 、 分析与试验研究工作 。提出了工程设计方案 ,通过理论推导 ,建立了环形接头危险部位 的强度解析表达式并预测了具体接头设计的承载能力 ,同时完成了平面环绕型层压板复合材料接头的静力 试验 ,试验结果与理论预测吻合良好 。 关键词 : 复合材料 ; 主承力接头 ; 平面环绕型层压板设计 ; 强度理论预测 ; 静力试验 中图分类号 : V258 ; TB332 文献标识码 : A
plication of compo site materials in airplane st ruct ure , and make it po ssible to f urt her lighten t he st ruct ural
weight of t he airplane , imp rove it s fatigue p roperty as well as reduce manufact ure co st . This paper focuses o n t he design , analysis and experiment of an in2plane rounding type laminated co mpo site joint . The engineering design plan and t he t heoretical analysis are p resented and t he st rengt h p redictio n exp ression at dangero us spot s Key words : co mpo sites ; main load2carrying joint ; in2plane rounding type laminated scheme ; t heoretical
of t he joint is derived. The loading capacity of t he specific joint is t hen p redicted. A static experiment of t he in2 plane rounding type laminated joint is carried out , t he result of which agrees wit h t he t heoretical p rediction. The research is usef ul fo r engineering reference and application of compo site st ruct ure technology in large air2
Abstract : Technology for t he design and manufact ure of main load2carrying compo site joint s will widen t he ap 2
析、 工艺 、 试验技术研究具有重要的理论研究价 值和实际工程应用意义 [ 226 ] , 已成为复合材料技 术的重要发展方向之一 。
由于层压式结构无论在理论研究 , 还是制造
成型工艺上都相对成熟 , 层压式结构已成为主承 力连接接头首先考虑的设计应用结构形式 , 现行 飞机采用复合材料承力接头大多为层压式结构 , 即由两层或多层同种或不同种材料层和压制而 成 ,如 A320 飞机垂直尾翼接头等 ,均为典型的复 合材料层压式结构形式并与主结构融为一体 。随 着对接头承载能力要求的提高 , 对复合材料主承 力接头结构形式设计提出了新要求 , 故设法提高 主承力接头的承载能力成为复合材料主承力接头 结构形式设计的基本点 。文献 [ 7210 ] 对复合材料 结构连接技术进行了研究 , 提出了通过特殊局部 缠绕成型 、 补加成型 、 应用特种加强件 、 在加厚端
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