碳纖維復(fù)合材料無(wú)人機(jī)葉片的仿真與分析

吳 瑕，姚菊明，王 琰，RIPON Das，JIRI Militky，MOHANAPRIYA Venkataraman，祝國(guó)成,3

(1.浙江理工大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 杭州 310018；2.浙江理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 杭州 310018；3.浙江理工大學(xué) 浙江-捷克先進(jìn)纖維材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310018；4.寧波大學(xué) 材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，浙江 寧波 315201；5.利貝雷茨理工大學(xué) 紡織工程學(xué)院，捷克 利貝雷茨 46117)

無(wú)人機(jī)體型微小，運(yùn)行靈活，在軍用與民用方面都發(fā)揮著重要的作用，目前在航拍、農(nóng)業(yè)、救援、監(jiān)控傳染病、電力巡檢等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1-2]，很多國(guó)家正在積極擴(kuò)展行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展無(wú)人機(jī)技術(shù)。無(wú)人機(jī)葉片所用的材料和幾何線型都對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行速度、聲音、耗電效果有著重要影響[3]。碳纖維復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、密度低、耐疲勞且便于整體成型等優(yōu)點(diǎn)[4-6]，因此，其已成為生產(chǎn)無(wú)人機(jī)葉片的熱門(mén)材料。

國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)于碳纖維復(fù)合材料在航空領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)注度越來(lái)越高，且隨著計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)技術(shù)的不斷發(fā)展，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中采用有限元仿真技術(shù)成為趨勢(shì)。Choi等[7]使用樹(shù)脂膜注入工藝制備的纖維復(fù)合材料應(yīng)用于無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)中，以提高結(jié)構(gòu)安全性，實(shí)現(xiàn)減重。鄭傳祥等[8-9]將計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用于復(fù)合材料的設(shè)計(jì)中，利用Workbench ACP模塊對(duì)多種鋪層方式復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行了對(duì)比。在進(jìn)行無(wú)人機(jī)葉片的仿真過(guò)程中，葉片受到的載荷極為復(fù)雜，若采用簡(jiǎn)化處理[10]，這與實(shí)際情況之間就會(huì)存在很多誤差，計(jì)算結(jié)果不夠準(zhǔn)確，而采用試驗(yàn)的方法周期會(huì)比較長(zhǎng)，且需要大量的試驗(yàn)件，浪費(fèi)材料較多，且試驗(yàn)無(wú)法檢測(cè)出每一鋪層的碳纖維的力學(xué)性能及其損傷情況。

無(wú)人機(jī)葉片結(jié)構(gòu)線型復(fù)雜，其在空氣中旋轉(zhuǎn)所受到的載荷大小和方向各不相同，另外在進(jìn)行碳纖維鋪層設(shè)計(jì)時(shí)，也需要對(duì)多種鋪層方式進(jìn)行討論。利用ACP模塊對(duì)碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)，可以方便快捷地調(diào)整鋪層的方向和厚度，本文將利用Fluent仿真得到無(wú)人機(jī)葉片所受的氣動(dòng)載荷并加載到有限元力學(xué)仿真模塊中，這樣可以較真實(shí)地反映無(wú)人機(jī)葉片的受載情況，相對(duì)于采用簡(jiǎn)化處理后的載荷能更加真實(shí)地模擬葉片表面受到的載荷，進(jìn)而計(jì)算出更準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變值，再通過(guò)對(duì)比計(jì)算結(jié)果，得到無(wú)人機(jī)葉片最佳的鋪層設(shè)計(jì)方式，為后續(xù)的碳纖維復(fù)合材料無(wú)人機(jī)葉片的設(shè)計(jì)提供參考。

1 復(fù)合材料的計(jì)算原理

1.1 復(fù)合材料本構(gòu)方程

碳纖維復(fù)合材料具有非均勻性和各向異性，碳纖維承擔(dān)了絕大部分的力學(xué)載荷，因此其力學(xué)性能及編織方式?jīng)Q定了材料整體的力學(xué)性能。在分析實(shí)際問(wèn)題時(shí)，通常將碳纖維復(fù)合材料看成是均勻的正交各向異性[11-12]，以便減小計(jì)算的復(fù)雜程度。

為增強(qiáng)某一個(gè)方向上的力學(xué)性能，組成每層單層板的纖維都只按照一個(gè)方向鋪設(shè)，多層單層板按照一定的角度鋪設(shè)形成層合板，在材料坐標(biāo)系下存在3個(gè)力學(xué)方向，分別為碳纖維縱向(方向1)、碳纖維橫向(方向2)、碳纖維厚度方向(方向3)，如圖1所示。

圖1 材料方向示意圖Fig.1 Schematic diagram of material direction

在三維應(yīng)變條件下，正交各向異性材料應(yīng)變分量εi(i=1,2,…,6)與應(yīng)力分量σi(i=1,2,…,6)的本構(gòu)關(guān)系為

式中：εi(i=1,2,…,6)為應(yīng)變分量；σi(i=1,2,…,6)為應(yīng)力分量；E1、E2、E3分別對(duì)應(yīng)所在方向上的彈性模量；G23、G31、G12分別對(duì)應(yīng)所在平面上的剪切彈性模量；υij(i=1，2，3；j=1，2，3；i≠j)為對(duì)應(yīng)平面的主次泊松比。主次泊松比轉(zhuǎn)換方法為υji=Ejυij/Ei。下角標(biāo)1、2、3分別代表材料坐標(biāo)系中縱向、橫向、厚度方向；4、5、6分別代表23、31、12平面。

1.2 復(fù)合材料失效準(zhǔn)則

復(fù)合材料層合板的失效通常分為層內(nèi)失效和層間失效，層內(nèi)失效常見(jiàn)形式有纖維的拉伸與壓縮失效，基體的拉伸與壓縮失效和層間的剪切失效。層合板的鋪層角度不同以及每層鋪層的厚度不同，會(huì)導(dǎo)致各鋪層抵抗外載荷能力各不相同，當(dāng)外加載荷值超過(guò)最弱層的承受能力后，會(huì)使該層材料失效，隨著載荷的增加，最終導(dǎo)致整個(gè)層合板失效。

考慮復(fù)合材料的穩(wěn)定性和安全性，使用復(fù)合材料失效準(zhǔn)則對(duì)復(fù)合材料發(fā)生破壞失效的可能性進(jìn)行判定，常用的復(fù)合材料失效準(zhǔn)則有：最大應(yīng)力準(zhǔn)則、最大應(yīng)變準(zhǔn)則、Hoffman失效準(zhǔn)則、Hashin失效準(zhǔn)則、Puck失效準(zhǔn)則、Tsai-Wu失效準(zhǔn)則等。其中Tsai-Wu失效準(zhǔn)則考慮了總應(yīng)變能，包括失真能和擴(kuò)張能，它區(qū)分壓縮和拉伸失效強(qiáng)度，該準(zhǔn)則的理論值與試驗(yàn)值吻合性較好，因此本文采用Tsai-Wu失效準(zhǔn)則[13-16]。

2 無(wú)人機(jī)葉片的仿真分析

2.1 無(wú)人機(jī)葉片的仿真模型

使用SolidWorks建立無(wú)人機(jī)葉片模型，但由于在進(jìn)行有限元仿真計(jì)算時(shí)，一些部件特征對(duì)研究對(duì)象的分析結(jié)果產(chǎn)生的影響不大，因而可將其省略，故可對(duì)模型中的小孔、圓角、倒角等特征進(jìn)行簡(jiǎn)化或刪除，對(duì)可能產(chǎn)生應(yīng)力集中的特征進(jìn)行倒圓角。利用HyperMesh軟件將建立的原始模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，得到便于仿真計(jì)算的CAE模型。無(wú)人機(jī)葉片仿真模型如圖2所示。

圖2 無(wú)人機(jī)葉片仿真模型Fig.2 Blade simulation model of unmanned aerial vehicle

2.2 碳纖維復(fù)合材料的屬性

碳纖維復(fù)合材料常由碳纖維和環(huán)氧樹(shù)脂制成，文中葉片使用T300/LY5288復(fù)合材料制成。材料的試驗(yàn)數(shù)據(jù)由浙江精功碳纖維有限公司提供，由碳纖維T300和環(huán)氧樹(shù)脂LY5288制成的單層板材料性能參數(shù)為：密度ρ=1.78 g/cm3；泊松比ν=0.33；縱向拉伸強(qiáng)度XT=1 421 MPa；縱向壓縮強(qiáng)度XC=1 250 MPa；橫向拉伸強(qiáng)度YT=34 MPa；橫向壓縮強(qiáng)度YC=190 MPa；平面剪切強(qiáng)度S12=90 MPa；縱向彈性模量E1=135 MPa；橫向彈性模量E2=10 MPa；平面剪切彈性模量G12=7 GPa，G13=G23=5 GPa。

2.3 網(wǎng)格劃分

有限元仿真計(jì)算的理論依據(jù)是有限單元法，所以網(wǎng)格劃分對(duì)結(jié)果的精確度和準(zhǔn)確性有著很大影響，因此，劃分出高質(zhì)量的網(wǎng)格單元是確保有限元計(jì)算結(jié)果具有參考價(jià)值的保證。

為劃分出高質(zhì)量的網(wǎng)格單元，可將葉片部分視為殼體，殼體可以采用四邊形網(wǎng)格劃分；對(duì)于緊固件部分可視為實(shí)體，實(shí)體可以采用六面體網(wǎng)格劃分。利用專(zhuān)業(yè)的有限元前處理軟件HyperMesh對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，有效地控制了網(wǎng)格的數(shù)量和質(zhì)量，節(jié)約了計(jì)算成本，提高了計(jì)算精度，無(wú)人機(jī)葉片網(wǎng)格圖如圖3所示。

圖3 無(wú)人機(jī)葉片網(wǎng)格圖Fig.3 UAV blade grid.(a) Blade grid;(b) Fastener grid

在劃分好網(wǎng)格后，還要對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行質(zhì)量檢查。三維網(wǎng)格單元數(shù)為33 532個(gè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)為155 471個(gè)；二維網(wǎng)格單元數(shù)為4 266個(gè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)為13 204個(gè)。針對(duì)三維網(wǎng)格的質(zhì)量檢查，采用Jacobian單元質(zhì)量計(jì)算方法，Jacobian值反映單元偏離理想形狀的程度，Jacobian值在0.7以上時(shí)單元質(zhì)量較高，經(jīng)檢查得到最差的單元質(zhì)量Jacobian值等于0.5。因本文主要研究對(duì)象為無(wú)人機(jī)葉片，最差單元個(gè)數(shù)少于10個(gè)，且單元所處位置為非關(guān)鍵部位，因此采用劃分的單元進(jìn)行計(jì)算。針對(duì)二維網(wǎng)格的質(zhì)量檢查，這里采用Aspect和Skew單元質(zhì)量計(jì)算方法。Aspect值是最長(zhǎng)邊與最短邊或頂點(diǎn)到對(duì)邊最短距離的比值，Aspect值通常要求小于5∶1，經(jīng)檢查得到二維網(wǎng)格單元Aspect值為2.31。Skew值是針對(duì)殼體來(lái)說(shuō)的，定義了形狀偏離垂直方向的角度，Skew值對(duì)二維單元影響最大，當(dāng)Skew值小于60°時(shí)，網(wǎng)格質(zhì)量最好，經(jīng)檢查得到二維網(wǎng)格單元最大的Skew值為48.97°，因此采用劃分的單元進(jìn)行計(jì)算。

2.4 碳纖維復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)

碳纖維復(fù)合材料具有正交各向異性，通過(guò)調(diào)整碳纖維鋪層方式和樹(shù)脂基體的種類(lèi)，可滿足部件在實(shí)際工況下的力學(xué)性能要求。為發(fā)揮碳纖維軸向的力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)，通常會(huì)根據(jù)部件在實(shí)際中受力情況鋪設(shè)碳纖維，碳纖維復(fù)合材料通常采用多層單層板鋪設(shè)，單層板按照一定鋪層順序和鋪層角度進(jìn)行鋪層，鋪層厚度、鋪層角度和鋪層順序決定了最終產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度等。

葉片的設(shè)計(jì)厚度為0.8 mm，其中每層單層板的厚度為0.16 mm，故而葉片共需要鋪設(shè)5層。按照葉片實(shí)際受力情況，葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉面與葉背壓差產(chǎn)生升力，葉片的軸向方向所承受的應(yīng)力較小，而葉片的徑向方向有一定的變形，應(yīng)力較大。

葉面所受壓力絕對(duì)值沿著徑向逐漸增大，碳纖維沿著葉片徑向鋪設(shè)能更充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能，葉背所受壓力絕對(duì)值沿著徑向和切向逐漸增大，在葉尖部位存在最大值，后逐漸減小，但是徑向長(zhǎng)度大于切向長(zhǎng)度，徑向變形更加明顯，碳纖維沿著葉片徑向鋪設(shè)較好，葉片側(cè)面所受壓力最大，故葉片中間采用沿著葉片切向鋪設(shè)碳纖維能更充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能。若沿著徑向鋪設(shè)，會(huì)使碳纖維受到剪切力；若沿著其他方向，壓力方向和纖維方向存在一定角度，則不能充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能。根據(jù)葉片的載荷形式及變形狀態(tài)，選擇0°或90°這2個(gè)方向進(jìn)行鋪層。

葉片的徑向方向?yàn)?°方向，將葉片背面作為鋪層的第1層，一共有5層鋪層和2種鋪層角度，且上下鋪層關(guān)于中間層對(duì)稱(chēng)，經(jīng)過(guò)排列組合后，可以得到8種鋪層方式，如表1所示。

表1 8種鋪層方式Tab.1 8 layering methods (°)

按照不同鋪層方式進(jìn)行鋪層，鋪層完成后，將碳纖維預(yù)浸料后置于上下模之間，合模后將模具置于液壓成型臺(tái)上。首先將模具在一定的時(shí)間內(nèi)升溫到一定溫度使得模具內(nèi)的樹(shù)脂融化且在模具內(nèi)充分流通，然后將模具升到一個(gè)較高的溫度，使得碳纖維預(yù)浸布中的催化劑反應(yīng)，再經(jīng)歷高溫保溫的階段，使樹(shù)脂與碳纖維預(yù)浸布中的催化劑充分反應(yīng)，最后冷卻成型。

2.5 邊界條件

2.5.1 不同轉(zhuǎn)速的流體仿真

無(wú)人機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，所受載荷非常復(fù)雜，周里群等[10]將彎矩等效為力載荷，用線載荷和面載荷的形式施加到線面上。采用這種方法模擬葉片的受載情況，只能近似地模擬出葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)的真實(shí)受載情況。本文采用流體仿真，能更加真實(shí)地模擬出葉片的受載情況。無(wú)人機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速范圍為1 000～1 800 r/min，分別取轉(zhuǎn)速為1 000、1 200、1 400、1 600和1 800 r/min，并采用Ansys Workbench Fluent對(duì)不同轉(zhuǎn)速下的無(wú)人機(jī)葉片進(jìn)行流體仿真[16-19]。

此次流體仿真采用多重參考系法[19-21]，整體的計(jì)算區(qū)域分為靜止區(qū)域和旋轉(zhuǎn)區(qū)域。內(nèi)部旋轉(zhuǎn)區(qū)域的控制方程在旋轉(zhuǎn)參考系下求解，外部區(qū)域(靜止區(qū)域)則在靜止參考系下求解。靜止區(qū)域和旋轉(zhuǎn)區(qū)域之間通過(guò)一個(gè)界面匹配，在這個(gè)界面中，速度將做相應(yīng)的調(diào)整以匹配不同的參考系控制方程，在速度的調(diào)整過(guò)程中假定界面處是穩(wěn)態(tài)的流動(dòng)。旋轉(zhuǎn)區(qū)域網(wǎng)格劃分細(xì)密，靜止區(qū)域網(wǎng)格劃分尺寸較大，2部分區(qū)域通過(guò)共節(jié)點(diǎn)方式連接，并利用RNGk-ε模型分析外部流場(chǎng)的特征，整個(gè)計(jì)算域的流體網(wǎng)格圖如圖4 所示。

圖4 流體網(wǎng)格圖Fig.4 Fluid grid diagram

觀察無(wú)人機(jī)葉片下洗氣流的速度云圖可以發(fā)現(xiàn)，接近葉片位置的下洗氣流的速度比較大，在離葉片下部位置越遠(yuǎn)的區(qū)域，下洗氣流的速度逐漸減小，且下洗氣流的速度云圖沿著無(wú)人機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)軸方向?qū)ΨQ(chēng)分布。無(wú)人機(jī)葉片轉(zhuǎn)速越大，下洗氣流速度的梯度線分布越緊密，下洗氣流的速度變化越快，其速度云圖輪廓逐漸減小，而且豎直分布且不發(fā)散，在無(wú)人機(jī)葉片不同轉(zhuǎn)速下的下洗氣流速度云圖如圖5所示。

圖5 不同轉(zhuǎn)速下的下洗氣流速度云圖Fig.5 Nephogram of downwash airflow velocity at different speeds

2.5.2 載荷和位移邊界條件的施加

載荷邊界條件的施加是通過(guò)對(duì)5種不同轉(zhuǎn)速下的葉片進(jìn)行流體仿真，得到了5種不同轉(zhuǎn)速下無(wú)人機(jī)葉片表面受到的壓力載荷[22-25]，葉片轉(zhuǎn)速越大，葉面與葉背的壓力差就越大，無(wú)人機(jī)獲得的升力也就越大，以最大轉(zhuǎn)速為代表，1 800 r/min時(shí)葉片表面壓力云圖如圖6所示。將8種鋪層方式分別施加5種不同轉(zhuǎn)速下的壓力載荷，并且根據(jù)葉片所施加的不同轉(zhuǎn)速，再一步施加對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速下的旋轉(zhuǎn)速度載荷。

圖6 1 800 r/min時(shí)葉片表面壓力云圖Fig.6 Cloud chart of blade surface pressure at 1 800 r/min.(a) Face of blade;(b) Back of blade;(c) Side of blade

3 仿真結(jié)果

3.1 葉片總變形仿真分析

計(jì)算8種鋪層方式分別在5種不同轉(zhuǎn)速下的葉片總變形，根據(jù)計(jì)算結(jié)果中葉片總變形的最大值，繪制出葉片在不同轉(zhuǎn)速下的最大變形折線圖，如圖7所示。可以看出，鋪層方式2、4、6、8的總變形在5種不同轉(zhuǎn)速情況下都相對(duì)較小，方式5和方式1總變形相對(duì)較大?？梢?jiàn)，各鋪層的鋪層角度中含有90°的鋪層越多，葉片變形越大。因?yàn)樯Φ漠a(chǎn)生是由于葉面與葉背的壓力差導(dǎo)致的，葉片在徑向相對(duì)變形較大，所以方式2、4、6、8的鋪層方式相對(duì)較好。

圖7 葉片總變形折線圖Fig.7 Partial enlarged drawing of total deformation line chart of blade

3.2 葉片各鋪層的應(yīng)力仿真分析

無(wú)人機(jī)葉片是由不同鋪層角度的碳纖維按照一定的鋪層順序鋪設(shè)而成，由于碳纖維復(fù)合材料具有各向異性，葉片整體受力時(shí)每個(gè)鋪層產(chǎn)生的應(yīng)力效果各不相同，合理的鋪層角和鋪層順序可以發(fā)揮材料的最大優(yōu)勢(shì)。載荷越大，材料產(chǎn)生的應(yīng)力越大，因此在轉(zhuǎn)速為1 800 r/min下，可計(jì)算出不同鋪層方式每層所受的最大應(yīng)力，其三維圖如圖8所示。

圖8 不同鋪層方式在1 800 r/min時(shí)每層鋪層的最大應(yīng)力三維圖Fig.8 Three-dimensional diagram of maximum stress of each layer under different layering modes at 1 800 r/min speed

從圖8可以看出，在三維圖的投影上可以看到鋪層方式1、2、3、7有某個(gè)或某些層顏色較深，即應(yīng)力相對(duì)較大，因而鋪層方式4、5、6、8相對(duì)較好。

3.3 葉片各鋪層的失效仿真分析

當(dāng)碳纖維復(fù)合材料鋪層厚度一定時(shí)，碳纖維復(fù)合材料的鋪層角度和鋪層順序不同，其抵抗外載荷能力不同。當(dāng)外加載荷超過(guò)碳纖維復(fù)合材料所能承受的范圍時(shí)，會(huì)使碳纖維復(fù)合材料發(fā)生失效，因而需要對(duì)無(wú)人機(jī)葉片破壞的位置和程度進(jìn)行預(yù)判。仿真計(jì)算中使用Tsai-Wu失效準(zhǔn)則，載荷越大，材料越容易失效破壞，計(jì)算了8種不同鋪層方式對(duì)應(yīng)1 800 r/min轉(zhuǎn)速下的每層鋪層的反向儲(chǔ)備因子，即Tsai-Wu失效準(zhǔn)則中最大失效系數(shù)FTW，如圖9所示。

從圖9可以看出，F(xiàn)TW值都遠(yuǎn)小于1，其中最大失效系數(shù)的最大值為0.050 2，但鋪層方式1、2、4、5、8最大失效系數(shù)相對(duì)較大，因而鋪層方式3、6、7相對(duì)較好。

圖9 不同鋪層方式在1800 r/min時(shí)每層鋪層的最大失效系數(shù)三維圖Fig.9 Three-dimensional diagram of maximum failure coefficient of each layer under different layering modes at 1 800 r/min speed

4 結(jié) 論

本文建立了無(wú)人機(jī)葉片的實(shí)體模型，設(shè)計(jì)了多種鋪層方式的碳纖維無(wú)人機(jī)葉片，對(duì)5種不同轉(zhuǎn)速的無(wú)人機(jī)葉片進(jìn)行了流體仿真，得到了對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速下葉片受到的載荷，模擬了不同鋪層方式在不同轉(zhuǎn)速下的力學(xué)性能，并通過(guò)無(wú)人機(jī)葉片的總變形、1 800 r/min下的每層鋪層的最大應(yīng)力和最大失效系數(shù)，分析了不同鋪層方式的優(yōu)劣，主要得到如下結(jié)論。

1)考慮葉片總變形情況時(shí)，各鋪層的鋪層角度中含有90°的鋪層越多，葉片變形越大，因?yàn)樯Φ漠a(chǎn)生是由于葉面與葉背的壓力差導(dǎo)致的，葉片在徑向有一定變形，所以當(dāng)葉片的外表面設(shè)置為0°鋪層比外表面設(shè)置為90°鋪層時(shí)的總變形更小，因此方式2、4、6、8的鋪層方式相對(duì)較好。

2)考慮葉片每層鋪層所受的最大應(yīng)力對(duì)葉片的影響，鋪層方式1、2、3、7中存在某些鋪層的最大應(yīng)力值相對(duì)較大的情況，因而鋪層方式4、5、6、8相對(duì)較好。

3)考慮葉片每層鋪層的最大失效系數(shù)對(duì)葉片的影響，由計(jì)算結(jié)果可知最大失效系數(shù)為0.050 2，設(shè)計(jì)偏保守，但從相對(duì)大小來(lái)說(shuō)，鋪層方式3、6、7相對(duì)較優(yōu)，后續(xù)將考慮減小每層鋪層的厚度，增加鋪層的層數(shù)，并在較大失效系數(shù)處采用較厚的鋪層。

4)綜合考慮葉片總變形、最大載荷下每層鋪層的最大應(yīng)力和最大失效系數(shù)，鋪層方式6的力學(xué)性能表現(xiàn)更優(yōu)，可以選擇該鋪層方式[0°，90°，90°，90°，0°]作為初步擬定的鋪層方案。

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