立體點(diǎn)陣增強(qiáng)泡沫夾層復(fù)合材料力學(xué)性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)泡沫夾層結(jié)構(gòu)存在面芯粘接強(qiáng)度低的缺陷，抗剪切、抗剝離、抗平壓性能較弱，難以滿足裝備輕質(zhì)高強(qiáng)的性能要求。為此，本文開展立體點(diǎn)陣增強(qiáng)泡沫夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料研究，采用有限元模擬方法設(shè)計(jì)和選擇工藝可行的點(diǎn)陣構(gòu)型、增強(qiáng)泡沫芯材，結(jié)合實(shí)驗(yàn)方法研究了點(diǎn)陣構(gòu)型、縫合結(jié)構(gòu)和縫合紗線量等參數(shù)對該夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料壓縮和彎曲性能的影響規(guī)律。主要內(nèi)容如下：
　?。?）采用有限元方法確定了新型V型構(gòu)型為立體點(diǎn)陣增強(qiáng)泡沫夾層復(fù)合材料的點(diǎn)陣構(gòu)型，該構(gòu)型不僅縫合

2、工藝可行，且彎曲性能優(yōu)異。
　?。?）采用真空導(dǎo)入模塑工藝（VIMP）制備立體點(diǎn)陣增強(qiáng)泡沫夾層復(fù)合材料，考察了點(diǎn)陣構(gòu)型對該夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料壓縮和彎曲性能的影響。結(jié)果表明，與垂直縫合構(gòu)型相比，V型構(gòu)型增強(qiáng)泡沫夾層復(fù)合材料的芯材彈性模量和平壓壓縮強(qiáng)度分別降低了19.7％和22.6%，但彎曲剛度、彎曲破壞載荷和芯材剪切模量分別提高了26.8%、94.4%和62.7%。
　?。?）考察了面板層數(shù)對立體點(diǎn)陣增強(qiáng)泡沫夾層復(fù)合材料壓縮和彎

3、曲性能的影響。結(jié)果表明，面板鋪層由2層減為1層后，立體點(diǎn)陣增強(qiáng)泡沫夾層復(fù)合材料的芯材彈性模量、平壓壓縮強(qiáng)度、彎曲破壞載荷、彎曲剛度分別降低了19.7%、0.4%、17.5%和4.3%，說明面板厚度增加能夠提高點(diǎn)陣增強(qiáng)泡沫夾層復(fù)合材料的壓縮和彎曲性能。
　　（4）考察了穿透縫合對立體點(diǎn)陣增強(qiáng)泡沫夾層復(fù)合材料壓縮和彎曲性能的影響。結(jié)果表明，與穿透縫合試樣相比，未穿透縫合立體點(diǎn)陣增強(qiáng)泡沫夾層復(fù)合材料的芯材彈性模量、平壓壓縮強(qiáng)度、彎曲破壞

4、載荷和彎曲剛度分別降低了17.7%、21.2%、50.8%、13.7%，說明面板縫合紗線采用穿透縫合的連接方式有利于提高夾層結(jié)構(gòu)的壓縮和彎曲性能。
　?。?）考察了縫合紗線用量對立體點(diǎn)陣增強(qiáng)泡沫夾層復(fù)合材料壓縮和彎曲性能的影響。結(jié)果表明，縫合紗線用量由2束增加8束，立體點(diǎn)陣增強(qiáng)泡沫夾層復(fù)合材料Z向壓縮模量、平壓壓縮強(qiáng)度、彎曲破壞載荷和彎曲剛度分別增加了42.6%、24.2%、103.8%和51.9%，說明隨著縫合紗線用量的增加能夠