平流层飞艇蒙皮复合织物材料撕裂性能研究

作     者：李帅 陈永霖 肖畅 丁凯 付功义 LI Shuai;CHEN Yonglin;XIAO Chang;DING Kai;FU Gongyi

作者机构：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 

出 版 物：《合肥工业大学学报（自然科学版）》 (Journal of Hefei University of Technology：Natural Science)

年 卷 期：2020年第43卷第11期

页      面：1456-1462页

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家重点研发计划先进轨道交通专项资助项目(2016YFB1200200) 

主　　题：平流层飞艇 复合织物材料 撕裂应力 中心撕裂试验 数值模拟 

摘      要：文章研究了一种新型平流层飞艇蒙皮材料的撕裂性能,采用单轴中心撕裂试验的方法,得到不同宽度、不同缺陷形式、不同缺陷尺寸试件的最大撕裂应力。试验结果表明:在试件宽度相同时,蒙皮材料的最大撕裂应力随着缺陷尺寸的增大而减小;在试件缺陷的等效长度相同时,蒙皮材料最大撕裂应力随着试件宽度增大而增大;在试件宽度与缺陷的等效长度保持不变时,不同缺陷形式对蒙皮材料的最大撕裂应力影响很小。采用扩展有限元的方法进行数值模拟,模拟的撕裂破坏过程与试验过程基本一致,且最大撕裂应力相近。最后,通过应力强度因子理论和泰勒经验公式计算最大撕裂应力,前者不适用于正交各向异性的复合织物膜材,后者对较宽试件的拟合结果较好。