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蜂窩夾芯復合材料的分析

 

蜂窩夾芯復合板由上、下面板與中間厚而質輕的夾芯構成,是一種輕質高效結構功能材料。由于它具有較高的比強度、比剛度和較好隔熱、減振與耐沖擊等優點而在航空、航海與高速列車等領域得到廣泛的應用。由于蜂窩夾芯復合板主要承受彎曲和沖擊載荷等,因而其面外壓縮性能具有決定性作用。國內外大量文獻對蜂窩夾芯復合板面外壓縮性能進行了詳細研究。對玻璃鋼蜂窩夾芯板的面外壓縮彈性模量和抗壓強度等進行了詳細研究。建立了以原紙環壓強度為控制的紙蜂窩結構面外載荷理論模型和臨界載荷計算方法,并與實驗結果作了對比。采用準靜態橫向壓縮方法對 Nomex蜂窩夾芯板的面外壓縮性能及彎曲性能進行了實驗研究。模擬研究加強筋結構參數對正六角鋁蜂窩屈曲失穩影響。利用模壓成型方法制備了四面體桁架夾芯結構的304不銹鋼三明治板,并對這種三明治板的比強度和比剛度進行研究。通過實驗研究夾芯板面外壓縮性能,給出鋁蜂窩壓縮強度與變形量關系。利用釬焊方法制備不銹鋼方孔蜂窩,并對其面外壓縮性能進行詳細研究,并與現有六邊形鋁蜂窩結構性能作比較。利用有限元法、等效剛度法與實驗相結合,對不規則六角形聚丙烯蜂窩芯進行模擬和實驗研究。本工作使用的等腰梯形玻璃鋼蜂窩芯為新型π類蜂窩芯,應用真空保壓壓力成型方法制作玻璃鋼蜂窩芯,所得蜂窩芯為整體結構,省略傳統蜂窩芯黏結步驟,避免個別蜂窩芯胞壁之間漏黏結缺陷。 在有限元軟件 ANSYS結構靜力分析模塊中,建立等腰梯形蜂窩芯玻璃鋼夾芯板面外壓縮有限元模型,對其破壞機理進行分析,并討論夾芯板結構參數包括蜂窩芯胞壁厚度、胞壁邊長、蜂窩芯高度以及面板厚度對其面外壓縮強度的影響;同時研究夾芯板總高度一定工況下,蜂窩芯層數對其面外壓縮抗壓強度的影響。


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