摘要：根据舵面结构特征和复合材料成型工艺特点,首先设计了4种旨在提高根部金属结构与复合材料蒙皮之间连接强度的复合材料舵面根部结构方案,并建立了三维有限元模型,然后对各方案舵面根部处进行了失效分析,确定了在复合材料蒙皮与金属骨架处搭接垫片并增加铆钉的设计方案,最后据此方案制备了复合材料舵面并进行了常温静强度和静热联合试验验证。结果表明:采用搭接垫片和胶铆混接的方式对骨架与蒙皮根部进行加强,可大大降低树脂连接区和骨架的应力水平,提高舵面的承载能力;常温静强试验发现,舵面在150%使用载荷下,无残余变形;高温和载荷联合作用下,舵面根部结构保持完整,符合结构设计要求,验证了设计方案的有效性。

摘要：根据连接环的结构特点,结合复合材料的力学特性及成型工艺要求设计了一种隔热/承载一体的碳纤维增强聚酰亚胺复合材料连接环,采用高温树脂传递模塑成型(RTM)整体成型工艺制备了复合材料连接环样件。超声检测结果显示,连接环内部质量良好。常温静强试验结果表明,在150%使用载荷下,连接环能保持良好的结构完整性,其最大应变仅为-491.0με,满足常温静强度设计要求。520℃严酷热载荷下的静热联合试验结果显示,连接环在118%使用载荷下发生根部连接螺钉断裂失效,连接环本体未出现明显残余变形和损伤,满足热强度设计要求。有限元分析结果显示,常温条件下复合材料连接环的应力危险点出现在孔边,破坏方式主要为孔边的挤压破坏和层间剪切失效,高温条件下复合材料连接环失效位置主要出现在其外侧隔热层及螺栓孔处,对结构承载能力影响较小。