考虑纤维面外起伏的变刚度层合板优化策略研究

作者：居相文; 肖军; 王东立; 赵聪; 王显峰^*

来源：复合材料学报, 2023, 40(03): 1729-1739.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220429.001

• 间隙/重叠缺陷
• 纤维面外起伏
• 变刚度层合板
• 屈曲性能
• 缺陷优化

针对变刚度层合板在自动铺放制造过程中因间隙/重叠缺陷产生大量纤维面外起伏缺陷的问题，提出采用铺层偏移法与断送纱策略两种铺层优化策略来进行变刚度层合板的铺层设计，在研究过程中同时引入考虑间隙/重叠缺陷建模的方法。根据变刚度层合板铺层的特点提出缺陷重复单元的概念，通过对缺陷重复单元的分析来反映纤维面外起伏的影响，并提出通过纤维面外系数来表征变刚度层合板的纤维面外起伏尺度，最后对不同优化策略的变刚度层合板的屈曲性能进行分析。研究表明：基准设计方案、铺层偏移法与断送纱策略所对应的纤维面外起伏系数为0.83、0.95、0.93，所提出的优化策略对变刚度层合板的纤维面外起伏尺度有着明显的抑制作用。铺层偏移法优化后的[±<50/65>]6s变刚度层合板最大厚度超差为33%，所对应的屈曲载荷为9117.1 N，屈曲载荷提升17.6%；断送纱策略优化后的[±<50/65>]6s变刚度层合板最大厚度超差为50%，所对应的屈曲载荷为9716.3N，屈曲载荷提升25.3%。

• 出版日期2023
• 单位南京航空航天大学