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（3）等代設計結構應與原金屬結構功能、效能、互換性等相當，以滿足結構整體要求。
二、結構設計要求
復合材料在性能、失效摸式、耐久性和損傷容限機理，以及制造工藝、質量控制等
方面與金屬材料有顯著差異。對此，設計要求作了補充和完善。 "4結構靜強度設計要求總結復合材料結構已有設計應用實踐，在結構靜強度方面獲得以下幾點認識和
經驗： 復合材料層合結構性能可設計，一般為各向異性的，并有獨特的耦合效應，與
金屬材料相比有著本質上的不同； "層合結構對面外載荷敏感； 層合結構可能出現的破壞形式是多種多樣的；
•%)•
 
全尺寸結構的破壞模式是難以預測的；
"靜強度試驗可以識別出結構的“熱點”（" %"），即薄弱點。
復合材料結構靜強度設計應滿足下列要求：
（&）設計情況的安全系數應按現行強度規范或專用強度設計準則選取；
（’）應保證在使用載荷作用下結構不產生有害的損傷或結構承載能力下降，在設計載荷作用下結構不出現總體破壞；
（(）應考慮重復載荷和環境（濕 )熱）引起的性能退化；
（*）不可避免的制造缺陷和制造過程與使用過程中預計到的損傷，應不影響結構承載能力，即結構仍能承受設計載荷而不破壞；（+）組合受力狀態下設計許用應變的確定，應保證其小于或等于單一受力狀態下的設計許用應變；（,）強度評估應采用已經驗證的單層失效準則，得到最先一層失效承載能力。若結構強度裕度過大，應引入層合板剛度退化模型，作進一步分析；
（-）強度分析應采用經驗證的分析程序；
（.）應通過設計載荷下的部件試驗程序來驗證復合材料結構的靜強度符合設計準則的程度和可能的強度儲備。僅當有處理過類似設計、材料體系和載荷情況的經驗時，才允許采用由組合件試驗或使用載荷下的部件試驗所支持的分析方法來驗證。
’/結構剛度設計要求
復合材料結構剛度設計應滿足下列要求：
（&）結構在使用載荷下不允許產生有害的變形如：最大變形不應妨礙飛機的正常操縱，變形不應引起外部載荷或內力分布有大的改變等；（’）在使用載荷下，不允許結構出現永久變形。復合材料結構一旦出現永久變形就表征該結構已有永久性損傷。
(/結構穩定性設計要求
雖然試驗證明復合材料層合件屈曲后仍有承載能力，但其對疲勞性能影響，還難以評定。復合材料結構穩定性設計應滿足下列要求：（&）對主承力結構總體失穩不允許在設計載荷下發生，局部失穩也不允許在設計載荷下發生。（’）對次承力結構總體失穩不允許在設計載荷下發生，局部失穩不允許在使用載荷下發生。（(）局部失穩一般考慮蒙皮壁板（壓剪）失穩和梁、肋腹板剪切失穩。
*/結構疲勞 )耐久性設計要求
總結復合材料結構已有設計應用實踐，在結構疲勞 )耐久性方面獲得以下認識和 •*0(•
 
經驗：
復合材料疲勞數據分散性大，對壓縮載荷和高載荷敏感；
"疲勞壽命對譜載荷中高載荷的數目是敏感的；
薄層合板蒙皮和蜂窩夾層板對低能量沖擊損傷（產生表面目視勉強可檢損傷
"）敏感。蒙皮表面目視勉強可檢的沖擊損傷、不可見的蒙皮 %芯子之間的損傷（脫膠和芯子凹陷）會加速水分侵人，使修理頻率增加，甚至更換構件，帶來高的維修
成本；
薄層合板維修性 %后勤保障的經驗很缺乏；
%按限制設計許用應變設計的復合材料結構，對疲勞是不敏感的。
復合材料結構疲勞 %耐久性設計應滿足下列要求：
（&）復合材料結構初始質量，允許含有表面目視勉強可檢的低能量沖擊損傷和制
造工藝質量標準允許的空隙、分層和表面劃傷等缺陷。
（’）疲勞損傷擴展是可能發生的基體開裂、分層，界面脫膠和纖維斷裂等多種損
傷形式的無規則擴展與它們組合積累的結果，往往是缺乏規律性的。因此，疲勞破壞
準則可以是強度不足，但多數情況下，則表現為結構的剛度下降，不能滿足設計要求
而失效。
從結構完整性考慮，規范要求：應考慮服役使用引起
“特別是對樹脂基復合材料，
的損傷（如低速低能量沖擊損傷、維護和操作損傷等），還必須研究對修理、維護和功
能的可能影響。應該證實，結構表面不易目視檢出的損傷，將不會引起隨后的部件退
化 %功能削弱或需要維護（例如，檢查）。”
（(）疲勞壽命設計分析方法十分有限。采用限制設計許用應變小于復合材料疲
勞極限門檻值的疲勞門檻值設計方法，以結構靜強度設計覆蓋結構疲勞問題，需要有
試驗支持。
（)）低能量沖擊損傷及其耐久性要求
低能量沖擊以使結構產生目視勉強可檢的前表面損傷作為上限界劃定。分析結
構可能遇到的使用與維護環境，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’按停機時受到的冰雹沖擊和地面滑行時跑道碎石沖擊兩種沖擊損傷
源給出耐久性要求。對飛機能承受的冰雹尺寸選擇，應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代表大部分所遇到的碎石（或輪胎碎片），其速度取決于飛機性能。
（4）應根據可能遇到的低能量沖擊損傷類型劃分結構區域，并在研制試驗程序中
評定這些區域耐久性對損傷源的敏感性。如果在研制試驗中證實某一區域的耐久性 •)2)•
 
對重復沖擊損傷源是敏感的，則應在全尺寸試驗件上模擬這種損傷，并驗證這種損傷的影響。表  " "%低能量沖擊損傷及其耐久性要求（工具墜落沖擊）
區域 損傷源 損傷水平 要求 
區易遭受沖擊區  ,&’ ())直徑沖擊頭 ,低速 ,垂直于表面 不超過 *’ +的沖擊能量或目視可檢損傷（&’ ,))深且沖擊能量不低于 ,’ ,+）  ,&倍設計壽命期內無功能性障礙，或不需要結構修理且不滲水 ,不會由于一次 ,’ ,+的沖擊，產生目視可檢損傷 
　
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