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（3）等代設(shè)計結(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)計要求
復(fù)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(zhì)量控制等
方面與金屬材料有顯著差異。對此，設(shè)計要求作了補充和完善。 "4結(jié)構(gòu)靜強度設(shè)計要求總結(jié)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)已有設(shè)計應(yīng)用實踐，在結(jié)構(gòu)靜強度方面獲得以下幾點認(rèn)識和
經(jīng)驗： 復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)性能可設(shè)計，一般為各向異性的，并有獨特的耦合效應(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)測的；
"靜強度試驗可以識別出結(jié)構(gòu)的“熱點”（" %"），即薄弱點。
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)靜強度設(shè)計應(yīng)滿足下列要求：
（&）設(shè)計情況的安全系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行強度規(guī)范或?qū)Ｓ脧姸仍O(shè)計準(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程與使用過程中預(yù)計到的損傷，應(yīng)不影響結(jié)構(gòu)承載能力，即結(jié)構(gòu)仍能承受設(shè)計載荷而不破壞；（+）組合受力狀態(tài)下設(shè)計許用應(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)計許用應(yīng)變；（,）強度評估應(yīng)采用已經(jīng)驗證的單層失效準(zhǔn)則，得到最先一層失效承載能力。若結(jié)構(gòu)強度裕度過大，應(yīng)引入層合板剛度退化模型，作進(jìn)一步分析；
（-）強度分析應(yīng)采用經(jīng)驗證的分析程序；
（.）應(yīng)通過設(shè)計載荷下的部件試驗程序來驗證復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的靜強度符合設(shè)計準(zhǔn)則的程度和可能的強度儲備。僅當(dāng)有處理過類似設(shè)計、材料體系和載荷情況的經(jīng)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(jié)構(gòu)剛度設(shè)計要求
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計應(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)計要求
雖然試驗證明復(fù)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(fù)合材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計應(yīng)滿足下列要求：（&）對主承力結(jié)構(gòu)總體失穩(wěn)不允許在設(shè)計載荷下發(fā)生，局部失穩(wěn)也不允許在設(shè)計載荷下發(fā)生。（’）對次承力結(jié)構(gòu)總體失穩(wěn)不允許在設(shè)計載荷下發(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)計要求
總結(jié)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)已有設(shè)計應(yīng)用實踐，在結(jié)構(gòu)疲勞 )耐久性方面獲得以下認(rèn)識和 •*0(•
 
經(jīng)驗：
復(fù)合材料疲勞數(shù)據(jù)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(shù)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(chǎn)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(gòu)件，帶來高的維修
成本；
薄層合板維修性 %后勤保障的經(jīng)驗很缺乏；
%按限制設(shè)計許用應(yīng)變設(shè)計的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，對疲勞是不敏感的。
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)疲勞 %耐久性設(shè)計應(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)生的基體開裂、分層，界面脫膠和纖維斷裂等多種損
傷形式的無規(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
“特別是對樹脂基復(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），還必須研究對修理、維護(hù)和功
能的可能影響。應(yīng)該證實，結(jié)構(gòu)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(hù)（例如，檢查）。”
（(）疲勞壽命設(shè)計分析方法十分有限。采用限制設(shè)計許用應(yīng)變小于復(fù)合材料疲
勞極限門檻值的疲勞門檻值設(shè)計方法，以結(jié)構(gòu)靜強度設(shè)計覆蓋結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)產(chǎn)生目視勉強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(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，并在研制試驗程序中
評定這些區(qū)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(qū)域的耐久性 •)2)•
 
對重復(fù)沖擊損傷源是敏感的，則應(yīng)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(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 *’ +的沖擊能量或目視可檢損傷（&’ ,))深且沖擊能量不低于 ,’ ,+）  ,&倍設(shè)計壽命期內(nèi)無功能性障礙，或不需要結(jié)構(gòu)修理且不滲水 ,不會由于一次 ,’ ,+的沖擊，產(chǎn)生目視可檢損傷 
　
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