【摘要】：蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)以其比剛度大、比強(qiáng)度高和隔音、防熱、耐疲勞等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域中。在蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)向薄板過渡時(shí)存在斜坡式外加裝封邊框的過渡區(qū)域,為了探索這種含封邊框蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和過渡區(qū)域斜坡上面芯脫粘對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的影響,本文以鋁合金面板和Nomex蜂窩芯組成的含封邊框蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,開展了以下研究:進(jìn)行了蜂窩芯平壓、面外剪切試驗(yàn),測(cè)量了Nomex蜂窩芯的三個(gè)基本彈性力學(xué)參數(shù),分析了相應(yīng)的失效過程;通過雙懸臂梁(DCB)試驗(yàn)和單臂彎曲(SLB)試驗(yàn),測(cè)量計(jì)算了蜂窩夾層板面芯界面開裂的臨界應(yīng)變能釋放率。在DCB和SLB實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),面板和蜂窩芯層的分離是由與膠層接觸的蜂窩芯壁斷裂破壞引起的,并且裂紋面沿著膠層和蜂窩芯粘接面擴(kuò)展。采用界面單元,對(duì)含封邊框蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)面內(nèi)壓縮荷載作用下的破壞過程進(jìn)行了有限元模擬,討論了夾芯結(jié)構(gòu)過渡區(qū)斜面面芯粘接情況(完好和脫粘)對(duì)破壞荷載的影響。研究發(fā)現(xiàn)兩種粘接情況試件破壞均發(fā)生在過渡區(qū)域中,外面板是主要承載對(duì)象,應(yīng)力最大及危險(xiǎn)區(qū)域在外面板的四個(gè)角。過渡區(qū)域斜坡上面芯脫粘對(duì)內(nèi)面板應(yīng)力影響較大,較粘接模型內(nèi)面板最大應(yīng)力下降49%。通過壓縮試驗(yàn),測(cè)試了含封邊框蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)在面內(nèi)壓縮的強(qiáng)度,對(duì)比了夾芯結(jié)構(gòu)過渡區(qū)斜面面芯粘接情況(完好和脫粘)對(duì)破壞荷載的影響。試驗(yàn)表明,對(duì)于所研究的材料,壓縮破壞均表現(xiàn)為過渡區(qū)域外面板的局部屈曲,脫粘情況下的破壞強(qiáng)度比粘接良好試件低2.2%。對(duì)兩種粘接情況的破壞荷載和破壞模式的有限元計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果均吻合良好,表明有限元分析中用界面元模擬面芯界面的有效性。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V214.6
【圖文】：

合材料應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域上，材料乃是不可缺少的一部分。蜂窩個(gè)面板和蜂窩芯組成的一種結(jié)構(gòu)。質(zhì)量輕又很厚，一般其厚度是面板比強(qiáng)度高、抗彎曲、隔音、防熱和窩夾層結(jié)構(gòu)主要分為鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)等[1]。夾芯結(jié)構(gòu)最早出現(xiàn)在 19 世的關(guān)注，英國的海耳教授第一次采用夾芯材料廣泛應(yīng)用在飛機(jī)上，如機(jī)芯結(jié)構(gòu)，德國 ACS 宣布使用 PP 芯GM 生產(chǎn)的 Audi 車質(zhì)量減輕一半，B個(gè)飛機(jī)外形面積的 85%以上，F(xiàn)-11積的 90%以上[3]。

圖 1.2 蜂窩芯成型方法（圖片來源于文獻(xiàn)[5]）芯結(jié)構(gòu)類似于層合板又區(qū)別于層合板，如圖 1.1 所示，它是由厚而輕的蜂窩芯組成，蒙皮與芯子之間通過樹脂膠來粘接[4]。蒙皮的厚度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于芯子的高度，由于蒙皮的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于可以通過適當(dāng)提高芯子高度的方法大幅度提高夾芯結(jié)構(gòu)的彎高結(jié)構(gòu)的等效彎曲剛度與強(qiáng)度力學(xué)性能。蜂窩芯的制造流程如ex 紙通常經(jīng)過拉伸、擠壓成型、逐層粘合、固化成型和膨脹工窩芯[5]，這種 Nomex 紙可以在 160°高溫下長時(shí)間使用，具有伸長率，夾層結(jié)構(gòu) Nomex 蜂窩芯具有高強(qiáng)度和高剛度。窩夾芯結(jié)構(gòu)具有比強(qiáng)度大、比剛度高、比重輕等優(yōu)點(diǎn)，但是其容易出現(xiàn)面芯界面脫粘，這種缺陷對(duì)蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)來說不容忽窩夾芯結(jié)構(gòu)過早失效的罪魁禍?zhǔn)住Ｋ栽诜涓C夾芯結(jié)構(gòu)投入解這些缺陷會(huì)造成哪些危害，便于修理維護(hù)。對(duì)于蜂窩芯子的法，分別為數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)。相對(duì)而言，實(shí)驗(yàn)途徑的人力和物

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉東輝;李仁鵬;;復(fù)合材料泡沫夾芯結(jié)構(gòu)表面疏松缺陷研究[J];軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品;2017年03期

2 劉樹亮;馬玉璞;郭萬濤;張興剛;;Z向增強(qiáng)泡沫夾芯結(jié)構(gòu)的制備技術(shù)研究[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2012年01期

3 夏龍;徐緋;李巧;姚雄華;;復(fù)合材料泡沫夾芯結(jié)構(gòu)低速?zèng)_擊損傷研究[J];航空工程進(jìn)展;2011年04期

4 焦洪杰;張以都;陳五一;張洪偉;;蛋殼夾芯結(jié)構(gòu)的變形機(jī)制及力學(xué)性能[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2009年02期

5 董永祺;夾芯結(jié)構(gòu)及其新進(jìn)展[J];高科技與產(chǎn)業(yè)化;1997年05期

6 董永祺;;夾芯結(jié)構(gòu)的新進(jìn)展[J];玻璃鋼;1997年03期

7 顧慧芝 ,彭曉洪 ,丁錫洪;復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)翼面的有限元分析[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);1989年01期

8 張泓月;李小輝;;熱防護(hù)服用織物蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的輻射熱性能測(cè)評(píng)[J];紡織學(xué)報(bào);2019年10期

9 齊明雪;陸春;徐艷榮;項(xiàng)松;高雙勝;Shafiul Islam;;基于3D打印技術(shù)樹脂蜂窩復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究[J];纖維復(fù)合材料;2016年04期

10 晁燦;;復(fù)材夾芯結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)研究[J];科技視界;2016年16期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 李光耀;;蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)件的X射線動(dòng)態(tài)照相研究[A];西南地區(qū)第七次無損檢測(cè)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2000年

2 李頂河;劉巖;張雄;;復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的layerwise/solid-element方法[A];北京力學(xué)會(huì)第20屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

3 黃林;泮世東;陳志明;吳林志;陳敏康;;復(fù)合材料類桁架點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的制備及其結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究[A];中國力學(xué)大會(huì)-2015論文摘要集[C];2015年

4 謝宗蕻;;飛行器復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)低速?zèng)_擊損傷容限問題研究[A];復(fù)合材料力學(xué)的現(xiàn)代進(jìn)展與工程應(yīng)用——全國復(fù)合材料力學(xué)研討會(huì)論文集[C];2007年

5 張國旗;吳林志;馬力;;復(fù)合材料金字塔點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的面外壓縮和低速?zèng)_擊性能研究[A];中國力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

6 汪海;陳秀華;郭杏林;任明法;;復(fù)合材料蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)修理后強(qiáng)度研究[A];復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展——第十一屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2000年

7 黃婭琳;邢素麗;鞠蘇;劉鈞;曾竟成;;一種復(fù)合材料泡沫夾芯結(jié)構(gòu)風(fēng)扇葉片設(shè)計(jì)[A];第二十一屆全國玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（《玻璃鋼/復(fù)合材料》2016增刊）[C];2016年

8 晉小超;王志華;樹學(xué)峰;;混凝土夾芯結(jié)構(gòu)抗侵徹性能數(shù)值研究[A];中國力學(xué)大會(huì)-2015論文摘要集[C];2015年

9 殷莎;吳林志;馬力;;全復(fù)合材料點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的熱分析[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

10 楊立文;李巧;;復(fù)合材料泡沫夾芯結(jié)構(gòu)修理研究[A];探索 創(chuàng)新 交流——第五屆中國航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集(第5集)[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 曾鳴;夾芯結(jié)構(gòu)材料助推玻鋼船艇輕質(zhì)高強(qiáng)低碳[N];中國建材報(bào);2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李曉東;熱環(huán)境對(duì)復(fù)合材料金字塔點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

2 蘆頡;金屬蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的疲勞行為研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

3 王世勛;復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

4 王兵;纖維柱增強(qiáng)復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的制備工藝及力學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

5 石姍姍;仿生格柵增強(qiáng)蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造與分析[D];大連理工大學(xué);2015年

6 高亮;多功能復(fù)合點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)主動(dòng)換熱及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

7 婁佳;復(fù)合材料點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的彎曲、屈曲和振動(dòng)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

8 楊金水;新型輕質(zhì)復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的振動(dòng)阻尼特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

9 曲鳳盛;Inconel718高溫合金多層夾芯結(jié)構(gòu)的LBW+SPF技術(shù)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

10 張國旗;復(fù)合材料點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)吸能特性和抗低速?zèng)_擊性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 余開學(xué);含封邊框蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的壓縮強(qiáng)度研究[D];南昌大學(xué);2019年

2 溫治輝;輕質(zhì)閉孔面心立方夾芯結(jié)構(gòu)聲學(xué)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

3 楊禎;非對(duì)稱夾芯結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

4 帖雪敏;高溫合金點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)與受力分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

5 霍雨佳;復(fù)合材料蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)鳥撞損傷研究[D];中國民航大學(xué);2019年

6 陳紅杰;界面增韌蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的制備與彎曲性能研究[D];大連理工大學(xué);2019年

7 秦進(jìn);泡沫夾芯復(fù)合材料縫合工藝與性能研究[D];大連理工大學(xué);2019年

8 李曙光;楊木和黃麻纖維復(fù)合材料點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2019年

9 馮根柱;多層級(jí)波紋夾芯結(jié)構(gòu)的變形和能量吸收性能研究[D];太原理工大學(xué);2019年

10 韓笑;多層梯度點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)抗爆性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2739728