蜂窝夹芯复合材料的分析

蜂窝夹芯复合板由上、下面板与中间厚而质轻的夹芯构成，是一种轻质高效结构功能材料。由于它具有较高的比强度、比刚度和较好隔热、减振与耐冲击等优点而在航空、航海与高速列车等领域得到广泛的应用。由于蜂窝夹芯复合板主要承受弯曲和冲击载荷等，因而其面外压缩性能具有决定性作用。国内外大量文献对蜂窝夹芯复合板面外压缩性能进行了详细研究。对玻璃钢蜂窝夹芯板的面外压缩弹性模量和抗压强度等进行了详细研究。建立了以原纸环压强度为控制的纸蜂窝结构面外载荷理论模型和临界载荷计算方法，并与实验结果作了对比。采用准静态横向压缩方法对 Ｎｏｍｅｘ蜂窝夹芯板的面外压缩性能及弯曲性能进行了实验研究。模拟研究加强筋结构参数对正六角铝蜂窝屈曲失稳影响。利用模压成型方法制备了四面体桁架夹芯结构的３０４不锈钢三明治板，并对这种三明治板的比强度和比刚度进行研究。通过实验研究夹芯板面外压缩性能，给出铝蜂窝压缩强度与变形量关系。利用钎焊方法制备不锈钢方孔蜂窝，并对其面外压缩性能进行详细研究，并与现有六边形铝蜂窝结构性能作比较。利用有限元法、等效刚度法与实验相结合，对不规则六角形聚丙烯蜂窝芯进行模拟和实验研究。本工作使用的等腰梯形玻璃钢蜂窝芯为新型π类蜂窝芯，应用真空保压压力成型方法制作玻璃钢蜂窝芯，所得蜂窝芯为整体结构，省略传统蜂窝芯黏结步骤，避免个别蜂窝芯胞壁之间漏黏结缺陷。 在有限元软件 ＡＮＳＹＳ结构静力分析模块中，建立等腰梯形蜂窝芯玻璃钢夹芯板面外压缩有限元模型，对其破坏机理进行分析，并讨论夹芯板结构参数包括蜂窝芯胞壁厚度、胞壁边长、蜂窝芯高度以及面板厚度对其面外压缩强度的影响；同时研究夹芯板总高度一定工况下，蜂窝芯层数对其面外压缩抗压强度的影响。