[发明专利]基于AML方法复合材料冲击后拉伸强度设计许用值试验方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机复合材料结构试验技术领域，尤其涉及一种基于AML方法复合材料冲击后拉伸强度设计许用值试验方法。

背景技术

现有获得复合材料冲击后拉伸强度设计许用值的试验方法大多采用毯式曲线法，毯式曲线法中铺层角度包括0°、-45°、+45°、90°，铺层百分比数不小于10％。通过毯式曲线方法获得复合材料冲击后拉伸强度设计许用值的试验就是要将图1阴影部分按照试验标准和原则尽可能填充充分。

AML(Angle Minus Longitudinal)方法被应用在对称、均衡的层合板中，层合板包括0°，90°和±45°角度层，且每一角度层所占百分比不小于10％。AML由角度层(±45°)百分比减去纵向纤维层(0°)得出。当层合板不均衡时，AML由下式表式：

所以层合板有低百分比的角度层或高百分比的纵向层，AML都会很低。AML反映的是层合板在缺陷周边或纤维中断后的载荷重新分配能力，亦反映缺陷周遍的应力严重系数，图2表明：角度层百分比越高，冲击后拉伸强度和开孔拉伸强度越高。

由于标准和规范要求，在获取材料设计许用值试验时，许用值不允许根据试验结果或试验曲线进行外推，所以毯式曲线法在规划试验件时试验件的铺层百分比就要填充整个如图1所示阴影区域，这样就造成了试验件数量大，试验周期长，而且很多试验数据在飞机实际设计中并没有应用，造成了极大的浪费。

且AML方法获得复合材料冲击后压缩强度设计许用值的试验件按规范要求，试验件尺寸为“100mm×250mm”，由于试验件尺寸小，受尺寸效应、边界条件、载荷分配等实际情况影响较大，一般所得试验结果偏差较大。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于AML方法复合材料冲击后拉伸强度设计许用值试验方法，用于解决上述现有技术中任一缺陷。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：1、一种基于AML方法复合材料冲击后拉伸强度设计许用值试验方法，其特征在于，包括：

第一阶段：通过积木式试验元件级试验阶段获取复合材料冲击后的工艺批次影响因子C_BB、湿热环境影响因子C_EN和冲击后拉伸强度基本值S_BASE；

第二阶段：通过上述阶段获得的数据计算复合材料冲击后拉伸强度设计许用值S_TAI-ALL，计算公式为

S_TAI-ALL＝S_BASE*C_BB*C_EN。

进一步地，第一阶段中，将试验件规划成三种AML值的试验件组，形成第一试验件组、第二试验件组及第三试验件组，第一试验件组的AML值为-28，第二试验件组的AML值为0，第三试验件组的AML值为25，从而获得工艺批次影响因子C_BB、湿热环境影响因子C_EN和冲击后拉伸强度基本值S_BASE。

进一步地，获取所述工艺批次影响因子C_BB的过程为：

采用B基准值简化采样试验矩阵形式，分别从第一试验件组抽取18个第一试验件、从第二试验件组抽取18个第二试验件、从第三试验件组抽取18个第三试验件；每组均采用3个批次预浸料、2个固化循环，18个试验件；在湿热环境、几何参数、铺层顺序等条件完全相同情况下，通过如下公式计算所述工艺批次影响因子C_BB

σ_{B基准值/RTD}代表室温干态状态的B基准值；

σ_平均/RTD代表室温干态状态的平均失效应变。

进一步地，所述湿热环境影响因子C_EN的获取过程为：

获取同一材料批次、同一固化工艺、相同几何参数的第一试验件、第二试验件及第三试验件均18个，并均分成3组，一组试验件进行低温干态CTD试验、另一组试验件进行室温干态RTD试验，最后一组试验件进行高温湿态ETW试验用于得到湿热环境影响因子C_EN，所述湿热环境影响因子C_EN通过如下公式得：

C_EN＝S_i/S_RTD

S_i——代表高温湿态ETW或低温干态CTD平均失效应变；