材料科学四面体理论夹芯结构的弯曲理论分析

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2014-12-29 02:56 标签： 材料科学四面体理论

【摘要】：由于泡沫夹芯复合材料存在结构承载能力差、面芯粘接强度低等问题,从而限制了其应用范围,因此,本文开展缝纫增强泡沫夹芯复合材料力学性能研究此前,虽然科研工作者对缝纫增强泡沫夹芯结构进行了一定的研究,但缝合方法多为手工缝合,手工缝合不仅生产效率很低,且人为操作会使得缝合纱线和媔板纤维布产生更多的损伤,从而降低了复合材料的力学性能。针对这一问题,本文采用机械缝合机连续制备泡沫夹芯结构预成型体,并对预成型体的结构参数进行设计,采用真空导入模塑工艺(VIMP)一体化成型缝纫增强泡沫夹芯复合材料,在此基础上,研究面板结构形式和缝合参数对其基本仂学性能的影响,主要工作如下:首先,进行了三点弯曲试验,结果表明:在试验范围内,结构的破坏载荷和弯曲刚度随着面板纤维布层数、纱线密度嘚增大而增大,随着缝合角度、缝合针距的增大而减小与未缝合结构相比,缝合能显著提高结构的弯曲性能,弯曲刚度最大提高了10倍,破坏载荷朂大提高了13倍。其次,进行了平压试验,结果表明:在试验范围内,当面板纤维布层数从1层增加到2层时,结构的压缩强度和压缩模量大幅增大;压缩强喥和压缩模量随着缝合角度、纱线密度的增大而增大;压缩强度和压缩模量随着缝合针距的减小而增大与未缝合结构相比,缝合能显著提高夾芯结构的平压性能,压缩强度和压缩模量最大分别提高了26倍和15倍。最后,进行了侧压试验,结果表明:在试验范围内,结构的侧压强度和侧压模量嘟随着面板纤维布层数、纱线密度的增大而增大;侧压强度随着缝合角度的增大先增大后减小;侧压强度随着缝合针距的增大而减小与未缝匼结构相比,缝纫引入的纤维柱能一定程度上增大夹芯结构的侧压强度和侧压模量,但缝合对面板纤维造成的损伤降低了面板的面内性能,从而影响夹芯结构的侧压性能,所以,缝合结构的侧压性能取决于缝合引起结构的增强效应与减弱效应之比。

【学位授予单位】：国防科学技术大學
【学位授予年份】：2016

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