在航空航天事業(yè)發(fā)展中,結(jié)構(gòu)輕量化一直是研究者們的關(guān)注焦點(diǎn),同時(shí)吸波技術(shù)作為提高航空航天系統(tǒng)的生存能力的有效手段,受到世界各國(guó)的高度重視。使用吸波膠浸潤(rùn)處理后的蜂窩夾芯,其制成的復(fù)合材料蜂窩夾芯吸波結(jié)構(gòu)兼具承載與吸波的雙重功能,且具有可設(shè)計(jì)性,高比強(qiáng)度、高比剛度等優(yōu)越性能,可廣泛應(yīng)用于飛機(jī)的各種承力結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料蜂窩夾芯吸波結(jié)構(gòu)將結(jié)構(gòu)吸波與涂層吸波相結(jié)合,使用該材料制作的產(chǎn)品將具有更為優(yōu)異的吸波性能。為探索復(fù)合材料蜂窩夾芯吸波結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)性能與動(dòng)力學(xué)響應(yīng)模型,主要做了以下研究工作:本文首先介紹了夾芯結(jié)構(gòu)的基本理論,并分析各個(gè)等效模型在靜力學(xué)計(jì)算和動(dòng)力學(xué)分析中的優(yōu)劣。進(jìn)行了六邊形蜂窩芯層等效參數(shù)研究,以鋁蜂窩為例,建立有限元模型對(duì)各種等效方法進(jìn)行分析和對(duì)比,然后采用雙尺度分析方法,將靜態(tài)載荷以及動(dòng)力學(xué)分析中的還原模型與精細(xì)化模型對(duì)比。后續(xù)選取Nomex紙蜂窩作為面板及蜂窩芯的材料進(jìn)行雙尺度分析,驗(yàn)證模型精度。然后分別對(duì)復(fù)合材料蜂窩夾芯吸波結(jié)構(gòu)進(jìn)行了平壓、剪切、三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)工作,獲得復(fù)合材料蜂窩夾芯吸波結(jié)構(gòu)的材料性能參數(shù)。并且對(duì)蜂窩紙進(jìn)行試驗(yàn),獲得蜂窩紙的材料性能參數(shù)。根據(jù)獲得的力學(xué)性能參數(shù)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：152 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

夾芯板結(jié)構(gòu)圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文-5-圖1-2蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)示意圖圖中，1、4為上下面板，3為芯層，2為膠層。其中，膠層主要用于連接芯層和面板，其厚度較孝質(zhì)量較輕，不是主要承載部位，因此在蜂窩夾芯板分析時(shí)一般忽略膠層的影響。自蜂窩結(jié)構(gòu)開始應(yīng)用以來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者就對(duì)蜂窩夾層的夾芯細(xì)觀結(jié)構(gòu)及整個(gè)蜂窩夾層的宏觀結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)行了不斷的探索，其研究范圍涵蓋了蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的理論分析、夾芯的細(xì)觀結(jié)構(gòu)理論分析、數(shù)值模擬、試驗(yàn)等。蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)在力學(xué)上的特點(diǎn)是面板為主要承載層，而夾芯的作用是把兩塊面板隔開，并和面板牢固地結(jié)合在一起承受剪切應(yīng)力；這與工字梁的受力狀況極為相似，即面板起著翼板的作用，夾芯起著腹板的作用。針對(duì)夾芯板的受力狀況，早期Allen提出了一種被廣泛應(yīng)用的簡(jiǎn)化模型，該模型假定夾芯處于“反平面”應(yīng)變狀態(tài)，即夾芯極軟，僅能抵抗橫向切應(yīng)力，忽略其面內(nèi)剛度和彎曲剛度；假定上、下面板服從Kirchhoff假設(shè)，即只能承受面內(nèi)應(yīng)力，而忽略其抵抗橫向切應(yīng)力的能力。該模型的優(yōu)點(diǎn)是將面板與夾芯的承載單獨(dú)區(qū)分開來，較大程度簡(jiǎn)化了分析；但值得注意的是：夾芯相對(duì)于面板而言具有較大的幾何厚度，在某些情況下忽略其面內(nèi)剛度和彎曲剛度會(huì)導(dǎo)致較大誤差。后續(xù)研究人員提出了其他考慮夾芯面內(nèi)剛度的蜂窩夾芯板分析模型，這些模型都將夾芯視為服從剪切變形理論的正交各向異性層，然后確定蜂窩夾芯面內(nèi)等效材料參數(shù)，最后再進(jìn)行求解分析[49]。目前，蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)常用的等效方法有：（1）三明治夾芯板理論；（2）等效板理論；（3）蜂窩板理論等。下面簡(jiǎn)要介紹這幾種比較常用的蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)等效理論。

對(duì)蜂窩夾芯板相應(yīng)力學(xué)特性的預(yù)測(cè)。等效板理論在很大程度上能夠簡(jiǎn)化分析，便于各種工程計(jì)算，具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值。根據(jù)等效板與原夾芯板的厚度尺寸異同，可將等效板理論具體劃分為與原板厚度不等的等效模型和與原板厚度相等的等效模型。1.3.2.1與原板厚度不等的等效模型與原板厚度不等的等效模型遵循剛度等效理論（又稱為等剛度法），即將蜂窩夾芯板等效成與原夾芯板不等厚度但剛度相等的單層板。該單層板不僅能像原夾芯板一樣承受垂直于面板的剪力和彎矩，還能承受面內(nèi)的拉壓和剪切載荷。其等效過程如圖2-2所示。圖1-3與原板厚度不等的等效模型示意圖等剛度法又可以劃分為基于Reissner理論的等剛度法和基于Hoff理論的等剛度法。在Reissner理論中，把面板看作薄膜，認(rèn)為其只承受面內(nèi)載荷，忽略其本身的抗彎剛度，認(rèn)為夾芯只承受剪切作用。在Reissner理論中，蜂窩夾芯板的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]蜂窩夾層殼的線性與非線性靜動(dòng)力數(shù)值分析方法研究[D]. 崔光育.清華大學(xué) 1995

碩士論文
[1]復(fù)合材料蜂窩夾芯板低速?zèng)_擊損傷分析[D]. Sharunov Mykola.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
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[3]基于多層蜂窩結(jié)構(gòu)的材料制作及其力學(xué)性能的研究[D]. 徐華明.廣西大學(xué) 2017
[4]復(fù)合材料蜂窩夾芯板結(jié)構(gòu)損傷及其修理后仿真分析[D]. 華洲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]航天器儀器安裝板非均勻蜂窩夾芯分布的優(yōu)化與分析[D]. 張硯珅.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[6]星載可展開結(jié)構(gòu)若干關(guān)鍵技術(shù)問題的研究[D]. 曹長(zhǎng)明.浙江大學(xué) 2016
[7]復(fù)合材料蜂窩夾芯板力學(xué)性能及穩(wěn)定性研究[D]. 張利猛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



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