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近年来,先进复合材料已经在航空航天领域得到了广泛的应用。越来越多的研究表明,复合材料在剪切方向拥有明显的非线性特性,其本构关系更加复杂,如果不考虑剪切非线性的影响,会对分析产生一定影响,需要进一步研究。同时,复合材料结构的维修任务日益繁重,其修理技术的研究也越来越重要,其中最常用的修理方法为胶接贴补修理。本文主要研究了考虑剪切非线性影响的复合材料贴补结构渐进损伤模型以及强度估算。 本文建立了考虑剪切非线性影响的复合材料层压板三维渐进损伤模型,模型基于正交各向异性连续损伤力学,将非剪切方向的应力应变关系视为线弹性,通过Ramberg-Osgood方程拟合复合材料的剪切非线性特性,选取基于应变形式的Hashin准则判断纤维和基体的损伤起始,对损伤后的刚度作函数形式的折减。运用ABAQUS有限元计算软件,编写UMAT子程序。将模型应用于开孔层合板的渐进损伤计算,模拟结果与试验结果吻合良好。其次,本文通过复合材料层压板剪切试验,为复合材料层压板失效分析中的剪切非线性关系提供实验依据。最后,对复合材料贴补修理件考虑剪切非线性的影响,建立了分析该复合材料贴补结构渐进损伤的三维模型。层压板采用考虑剪切非线性影响的模型。对双搭接和单搭接贴补结构进行了实例计算,并对结构的极限承载能力进行了验证。