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作者：姜文龙;韦林;迟雪;刘璐璐;罗刚;陈伟;
单位：南京航空航天大学能源与动力学院航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室;中国航发四川燃气涡轮研究院;扬州平航航空动力技术有限公司;南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室;
摘要：为探究金属-复合材料转子叶片前缘结构在鸟撞下的损伤状态以及金属包边和复合材料叶片之间胶合层的失效原理，分析金属和复合材料耦合情况下的损伤模式，针对含钛合金包边的碳纤维铺层复合材料转子叶片，展开含金属包边的复合材料叶片结构在不同撞击角度和撞击速度下的鸟撞瞬态响应的研究。通过高压空气炮系统，分别用两种不同撞击速度及两种撞击角度对同一片叶片进行连续撞击试验，采集叶片应变特性及试验前后振动特性，并对撞击后的叶片进行超声扫描检测内部分层损伤。同时，采用ABAQUS软件对试验全过程进行数值模拟，与试验进行对比验证。结果表明，钛合金包边在小角度鸟体撞击下能够有效提升叶片的抗冲击能力；然而，在大角度鸟撞冲击下，其无法有效吸收和分散强烈的垂直冲击，导致冲击力集中在叶片的前缘区域，并迅速传递至内部结构，叶片主体发生纵向撕裂，冲击力逐渐向叶片厚度方向传播，使纤维层发生局部分层和剥离；且随着鸟撞损伤的加大，叶片的整体刚度下降，材料的损伤（裂纹扩展、分层、纤维断裂）削弱了叶片的强度，复合材料的受力区域局部失效，固有频率降低。
关键词：铺层复合材料;;金属包边;;胶结;;鸟撞;;振动特性
基金资助：国家自然科学基金(52375150);; 中央高校基本科研业务费专项资金(NC2022001)~~
