多点协调载荷谱下复合材料直升机尾翼结构预疲劳、低速冲击与疲劳行为建模
系统与控制
2022-05-09 v1 系统与控制
摘要
本文旨在数值研究全尺寸复合材料直升机尾翼结构在多点协调载荷谱下的预疲劳、低速冲击（LVI）及疲劳渐进损伤行为。首先，提出了一种融合多轴疲劳剩余强度退化准则、基于疲劳剩余强度概念的疲劳失效准则以及突变刚度退化准则的疲劳渐进损伤模型（PDM）。然后，开发了针对平纹（PW）和单向（UD）复合材料的 LVI 渐进损伤模型。此外，提出了一种用于预疲劳、LVI 和疲劳渐进损伤分析且具备合理损伤传递策略的全流程分析算法。最后，建立了计算高效且精确的全尺寸全局-局部有限元（FE）直升机尾翼模型，以预测两种飞行工况下的应变分布、冲击载荷下的 LVI 损伤，并评估多点协调载荷谱下的疲劳损伤行为。数值预测与本文试验结果与文献数据吻合良好，表明所开发的预疲劳、LVI、疲劳 PDM 及算法，以及基于壳-实体耦合的全局-局部有限元建模，可有效分析全尺寸飞机结构的冲击损伤容限。
引用
@article{arxiv.2205.02939,
title = {Modelling Pre-fatigue, Low-velocity Impact and Fatigue behaviours of Composite Helicopter Tail Structures under Multipoint Coordinated Loading Spectrum},
author = {Zheng-Qiang Cheng and Wei Tan and Jun-Jiang Xiong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02939},
year = {2022}
}
备注
43 pages, 16 figures