复合材料补片对帽形碳纤维增强复合材料梁弯曲性能影响的实验与数值研究

摘要整理

本研究采用真空灌注工艺，利用机织碳纤维织物制备了帽形截面增强复合材料板。在板材冠部表面钻孔，并用复合材料补片进行修复。通过三点弯曲试验对修复和未修复试样的力学性能进行了检测。采用Hashin损伤准则判断损伤起始，在损伤演化阶段对比了连续损伤力学法和材料性能衰减法两种方法。在Workbench有限元分析中引入内聚区模型（CZM），研究其对复合材料结构损伤行为和承载能力的影响。实验和数值分析结果表明：孔洞数量从1个增加到3个时，试样在弯曲载荷下的最大接触力下降29.8%；采用补片修复三孔试样后，最大接触力提高18.52%。研究结果明确了复合材料补片对损伤试样弯曲承载能力的修复贡献，为帽形碳纤维增强复合材料结构的损伤评估和修复设计提供了参考。

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