’,
&*式中采用 &計及了面板承剪能力。從內力 -和芯子剪應力 的表達式可以看出， &是一個主要影響參數。由于面
板厚度 "遠小于芯子厚度 "，". ."，則，芯子厚度 "成為重要的設計參數。設計步驟： %根據 -和 的大小，可以初步進行層合板面板設計和選擇芯子的規格尺寸。 &利用夾層結構有限元分析程序，分析初步設計所得夾層板梁的總體穩定性和
撓度以及面板皺折和格間失穩等。分析時，邊界支持條件要合理模擬。
重復上述步驟，調整芯子厚度 "，和芯子規格型號。面板重新設計時，需先滿足剛度和穩定性要求，再進行校核強度、核算重量、成本，以實現最小重量、最低成本的優化設計。
（）全高度蜂窩夾層結構設計分析（概述）全高度蜂窩夾層結構用于舵面構件，主要受到反對稱氣動載荷作用，芯子強度是設計關鍵。對于全高度翼面蜂窩夾層結構，外形已固定，可設計變量為芯子密度和面板厚度。芯子密度可根據由局部（氣動）壓力或吸力大小確定的平拉或平壓應力 ，按下 •10/•
式進行初步設計。［］" 即：按芯子的許用平壓（或平拉）強度［ ］等于 倍平壓或平拉應力 ，選擇芯
子規格和尺寸。面板厚度 %的設計方法同夾層板梁面板。根據初步設計結果，利用夾層結構有限元分析程序，進行剛度校核、穩定性校核
等，并逐步調整獲得最佳設計結果。
四、夾層結構細節設計
夾層結構細節設計是直接影響制造裝配、使用壽命和成本的關鍵設計環節。（&）邊緣閉合設計邊緣閉合是夾層結構設計特有的問題，若邊緣處還需與其他結構件連接，則要補強。邊緣閉合有兩種基本形式：面板折成斜面閉合。 "邊緣斜面閉合設計邊緣斜面閉合（補強）設計從載荷傳遞路線考慮有以下幾點：
•斜面角度應不大于
’(；
•
面板在過渡區逐段增強；
•
邊緣厚度應大于（螺釘或鉚釘）連接所需最小厚度；
•
工藝可以是共固化成形，也可以二次固化成形。
邊緣連接件閉合設計邊緣連接件有槽形和 )形等剖面閉合方式。邊緣連接件與蜂窩夾層板結合面主要傳遞剪切載荷，膠粘劑粘接強度應滿足要求。同時，在接頭區周圍蜂窩芯子允許加密或用合適的泡沫膠粘劑填充，接頭加強區的面板應加厚，加強區的寬度應為接頭膠接區寬度的 *+, -倍。
（*）芯子增強設計夾層結構由于垂面載荷作用或強度、剛度要求等原因，芯子需要增強。一般采取充填樹脂膠、局部芯子加密、加入墊塊或成形件等辦法增強芯子。（）防潮密封設計
實際使用經驗表明，蜂窩夾層結構一旦有水分浸入蜂窩芯格，水分就難以排出；水分使膠粘劑性能退化，水分蒸發體積膨脹會引起面板與芯子脫膠分離、面板起泡，造成頻繁維修等耐久性問題。而蜂窩夾層結構修理困難，因此，防潮密封設計對蜂窩夾層結構設計至關重要，必須特別關注。
蜂窩夾層結構防潮設計措施有以下幾點： "復合材料面板表面涂密封劑，如 .&’& -.&’封孔劑， /’0—*底漆和 /12— &面漆； •30•
密封所有水分可能浸入蜂窩芯格的通道，當然，適當增加復合材料面板厚度，提高其抗沖擊分層能力，也可減少水分浸入通道。（）受側壓夾層板邊緣支持的設計建議
夾層板受側壓作用，邊緣支持設計應避免發生面板彎曲引起的平拉伸分層開裂。為此，應在夾層板邊緣處將蜂窩削成斜面、面板閉合與支持結構膠接連接，結合面承受剪切載荷，
五、夾層結構連接設計
夾層結構連接設計與層合件連接設計不同，必須充分考慮夾層結構薄面板、厚蜂窩芯和弱的難以承受或傳遞垂直面板集中載荷等特點。故此，夾層結構連接設計主要采用兩大技術措施：
（"）局部增強目的在于提高芯子受載處的強度和將集中載荷分散。局部增強方法包括：局部充填膠（樹脂）或填充料和鑲嵌各種增強件（如杯形件或碗形件、墊塊、襯套、螺母、凸樁或螺柱等）。
（）采用專用連接件目的在于保持面板載荷的連續傳遞（如： 形連接件）或實現夾層板交角連接（如角形連接件、丌形連接件）等。當然，專用連接件也可實現夾層結構與非夾層結構的連接。
第三節 %格柵結構設計
格柵結構（&’() *+’,-+,’.*）是指格形（方形格、菱形格、三角形格）密加筋骨架的加筋板或加筋殼（筒殼或錐殼）。由于格間距小，格形加筋骨架形似網，故又稱網格結構。
格柵式結構早在第二次世界大戰時，已在英國 /0"轟炸機機身上應用。現代民機 12"3—233，1223，123尾翼安定面均采用了復合材料格柵式結構蒙皮壁板。格柵結構是一種整體結構穩定性好、結構效率高、生存力強的結構形式，在航宇結構上有廣泛應用前景。
一、復合材料格柵結構特點
格柵結構與加筋板結構不同，是整體格形骨架密加筋板或殼。若采用金屬材料加工制造格柵結構，無論是熱加工方法還是冷加工方法制造，都是十分困難、昂貴的。但是，采用復合材料制造格柵結構，情況就發生了根本變化，其顯著特點有：
格形骨架可以用纖維束（帶）連續短程鋪放構成，充分發揮纖維定向承載能力；
•24•
而且格形骨架整體性好。也可用模塊式格柵結構技術制造。
方形格、菱形格、等角形格（三角形格）等多種格形格柵，可以滿足結構不同部位設計需求，格柵結構平直機翼上翼面蒙皮壁板，是一個很有代表性的例子。上翼面從翼尖到翼根壓縮載荷逐步增大。根部按強度設計成方形格柵承受高的軸向壓縮載荷；中間部分為三角形格柵具有很好的穩定性；外端承載較小，加大肋間距（即格間距）進行優化設計，從而實現高結構效率。
中國航空網 m.k6050.com
航空翻譯 www.aviation.cn
本文鏈接地址：飛機檢測與維修實用手冊 2(29)
