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（3）等代設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)與原金屬結(jié)構(gòu)功能、效能、互換性等相當(dāng)，以滿足結(jié)構(gòu)整體要求。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
復(fù)合材料在性能、失效摸式、耐久性和損傷容限機(jī)理，以及制造工藝、質(zhì)量控制等
方面與金屬材料有顯著差異。對(duì)此，設(shè)計(jì)要求作了補(bǔ)充和完善。 "4結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求總結(jié)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)已有設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)踐，在結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度方面獲得以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)和
經(jīng)驗(yàn)： 復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)性能可設(shè)計(jì)，一般為各向異性的，并有獨(dú)特的耦合效應(yīng)，與
金屬材料相比有著本質(zhì)上的不同； "層合結(jié)構(gòu)對(duì)面外載荷敏感； 層合結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的破壞形式是多種多樣的；
•%)•
 
全尺寸結(jié)構(gòu)的破壞模式是難以預(yù)測(cè)的；
"靜強(qiáng)度試驗(yàn)可以識(shí)別出結(jié)構(gòu)的“熱點(diǎn)”（" %"），即薄弱點(diǎn)。
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：
（&）設(shè)計(jì)情況的安全系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行強(qiáng)度規(guī)范或?qū)Ｓ脧?qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則選取；
（’）應(yīng)保證在使用載荷作用下結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生有害的損傷或結(jié)構(gòu)承載能力下降，在設(shè)計(jì)載荷作用下結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)總體破壞；
（(）應(yīng)考慮重復(fù)載荷和環(huán)境（濕 )熱）引起的性能退化；
（*）不可避免的制造缺陷和制造過(guò)程與使用過(guò)程中預(yù)計(jì)到的損傷，應(yīng)不影響結(jié)構(gòu)承載能力，即結(jié)構(gòu)仍能承受設(shè)計(jì)載荷而不破壞；（+）組合受力狀態(tài)下設(shè)計(jì)許用應(yīng)變的確定，應(yīng)保證其小于或等于單一受力狀態(tài)下的設(shè)計(jì)許用應(yīng)變；（,）強(qiáng)度評(píng)估應(yīng)采用已經(jīng)驗(yàn)證的單層失效準(zhǔn)則，得到最先一層失效承載能力。若結(jié)構(gòu)強(qiáng)度裕度過(guò)大，應(yīng)引入層合板剛度退化模型，作進(jìn)一步分析；
（-）強(qiáng)度分析應(yīng)采用經(jīng)驗(yàn)證的分析程序；
（.）應(yīng)通過(guò)設(shè)計(jì)載荷下的部件試驗(yàn)程序來(lái)驗(yàn)證復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的程度和可能的強(qiáng)度儲(chǔ)備。僅當(dāng)有處理過(guò)類似設(shè)計(jì)、材料體系和載荷情況的經(jīng)驗(yàn)時(shí)，才允許采用由組合件試驗(yàn)或使用載荷下的部件試驗(yàn)所支持的分析方法來(lái)驗(yàn)證。
’/結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計(jì)要求
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：
（&）結(jié)構(gòu)在使用載荷下不允許產(chǎn)生有害的變形如：最大變形不應(yīng)妨礙飛機(jī)的正常操縱，變形不應(yīng)引起外部載荷或內(nèi)力分布有大的改變等；（’）在使用載荷下，不允許結(jié)構(gòu)出現(xiàn)永久變形。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)永久變形就表征該結(jié)構(gòu)已有永久性損傷。
(/結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求
雖然試驗(yàn)證明復(fù)合材料層合件屈曲后仍有承載能力，但其對(duì)疲勞性能影響，還難以評(píng)定。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：（&）對(duì)主承力結(jié)構(gòu)總體失穩(wěn)不允許在設(shè)計(jì)載荷下發(fā)生，局部失穩(wěn)也不允許在設(shè)計(jì)載荷下發(fā)生。（’）對(duì)次承力結(jié)構(gòu)總體失穩(wěn)不允許在設(shè)計(jì)載荷下發(fā)生，局部失穩(wěn)不允許在使用載荷下發(fā)生。（(）局部失穩(wěn)一般考慮蒙皮壁板（壓剪）失穩(wěn)和梁、肋腹板剪切失穩(wěn)。
*/結(jié)構(gòu)疲勞 )耐久性設(shè)計(jì)要求
總結(jié)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)已有設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)踐，在結(jié)構(gòu)疲勞 )耐久性方面獲得以下認(rèn)識(shí)和 •*0(•
 
經(jīng)驗(yàn)：
復(fù)合材料疲勞數(shù)據(jù)分散性大，對(duì)壓縮載荷和高載荷敏感；
"疲勞壽命對(duì)譜載荷中高載荷的數(shù)目是敏感的；
薄層合板蒙皮和蜂窩夾層板對(duì)低能量沖擊損傷（產(chǎn)生表面目視勉強(qiáng)可檢損傷
"）敏感。蒙皮表面目視勉強(qiáng)可檢的沖擊損傷、不可見(jiàn)的蒙皮 %芯子之間的損傷（脫膠和芯子凹陷）會(huì)加速水分侵人，使修理頻率增加，甚至更換構(gòu)件，帶來(lái)高的維修
成本；
薄層合板維修性 %后勤保障的經(jīng)驗(yàn)很缺乏；
%按限制設(shè)計(jì)許用應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，對(duì)疲勞是不敏感的。
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)疲勞 %耐久性設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：
（&）復(fù)合材料結(jié)構(gòu)初始質(zhì)量，允許含有表面目視勉強(qiáng)可檢的低能量沖擊損傷和制
造工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)允許的空隙、分層和表面劃傷等缺陷。
（’）疲勞損傷擴(kuò)展是可能發(fā)生的基體開(kāi)裂、分層，界面脫膠和纖維斷裂等多種損
傷形式的無(wú)規(guī)則擴(kuò)展與它們組合積累的結(jié)果，往往是缺乏規(guī)律性的。因此，疲勞破壞
準(zhǔn)則可以是強(qiáng)度不足，但多數(shù)情況下，則表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)的剛度下降，不能滿足設(shè)計(jì)要求
而失效。
從結(jié)構(gòu)完整性考慮，規(guī)范要求：應(yīng)考慮服役使用引起
“特別是對(duì)樹(shù)脂基復(fù)合材料，
的損傷（如低速低能量沖擊損傷、維護(hù)和操作損傷等），還必須研究對(duì)修理、維護(hù)和功
能的可能影響。應(yīng)該證實(shí)，結(jié)構(gòu)表面不易目視檢出的損傷，將不會(huì)引起隨后的部件退
化 %功能削弱或需要維護(hù)（例如，檢查）。”
（(）疲勞壽命設(shè)計(jì)分析方法十分有限。采用限制設(shè)計(jì)許用應(yīng)變小于復(fù)合材料疲
勞極限門檻值的疲勞門檻值設(shè)計(jì)方法，以結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)覆蓋結(jié)構(gòu)疲勞問(wèn)題，需要有
試驗(yàn)支持。
（)）低能量沖擊損傷及其耐久性要求
低能量沖擊以使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生目視勉強(qiáng)可檢的前表面損傷作為上限界劃定。分析結(jié)
構(gòu)可能遇到的使用與維護(hù)環(huán)境，編制典型的損傷源。
*+,-—./’’&*低能量沖擊損傷及其耐久性要求列表給出如下：表 ( 0) 0&按使用中受到工具墜落沖擊損傷的概率給出不同耐久性要求。表 ( 0) 0’按停機(jī)時(shí)受到的冰雹沖擊和地面滑行時(shí)跑道碎石沖擊兩種沖擊損傷
源給出耐久性要求。對(duì)飛機(jī)能承受的冰雹尺寸選擇，應(yīng)保證其代表了可能遇到冰雹的 123以上；而跑道碎石的選擇也應(yīng)代表大部分所遇到的碎石（或輪胎碎片），其速度取決于飛機(jī)性能。
（4）應(yīng)根據(jù)可能遇到的低能量沖擊損傷類型劃分結(jié)構(gòu)區(qū)域，并在研制試驗(yàn)程序中
評(píng)定這些區(qū)域耐久性對(duì)損傷源的敏感性。如果在研制試驗(yàn)中證實(shí)某一區(qū)域的耐久性 •)2)•
 
對(duì)重復(fù)沖擊損傷源是敏感的，則應(yīng)在全尺寸試驗(yàn)件上模擬這種損傷，并驗(yàn)證這種損傷的影響。表  " "%低能量沖擊損傷及其耐久性要求（工具墜落沖擊）
區(qū)域 損傷源 損傷水平 要求 
區(qū)易遭受沖擊區(qū)  ,&’ ())直徑?jīng)_擊頭 ,低速 ,垂直于表面 不超過(guò) *’ +的沖擊能量或目視可檢損傷（&’ ,))深且沖擊能量不低于 ,’ ,+）  ,&倍設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)無(wú)功能性障礙，或不需要結(jié)構(gòu)修理且不滲水 ,不會(huì)由于一次 ,’ ,+的沖擊，產(chǎn)生目視可檢損傷 
　
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