摘要
分步粘接修复方法被广泛用于恢复受损复合结构的承载能力，但传统的圆形修补方案所需的修复区域常常受到实际使用环境中空间和几何条件的限制。本研究提出了一种椭圆形逐步修复策略，通过独立调整修补区域的尺寸来适应方向性的空间限制，同时保持有效的载荷传递。研究人员开发了一个基于参数化的三维有限元框架，该框架结合了Hashin渐进损伤模型和粘接区牵引-分离定律，并通过内部搭接接头试验以及文献中的独立逐步修复基准测试进行了验证（差异小于10%）。对椭圆形几何形状的系统性研究表明，沿加载方向排列的长轴是控制强度恢复和失效模式的主要几何参数：长轴长度不足会导致粘合剂过早剥离；而适当尺寸的长轴则会使失效模式转变为基材层断裂，并使极限载荷相对于相同短轴尺寸的圆形修复方案提高多达20%。短轴虽然起次要作用，但同样重要；在40–90毫米（短轴-长轴）的尺寸配置下，发现了最佳的协同效应。关于台阶划分，四步排列方式在所有测试的几何形状中都能最大化极限载荷，这是由于过渡梯度平滑性与台阶边缘应力集中密度之间的竞争作用。最后，外部编织覆盖层通过抑制界面应力集中并促进全局协同失效模式，有效提高了不同几何形状修复结构的强度并使其趋于均匀。这些发现为在工程空间限制条件下进行椭圆形逐步修复提供了设计指南。
