復(fù)合材料蜂窩夾芯板力學(xué)性能及穩(wěn)定性研究.pdf

1、在當(dāng)今航空工業(yè)追求環(huán)保效率的總環(huán)境下，結(jié)構(gòu)減重作為永恒目標(biāo)一直沒(méi)有變。蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)基于其較高的比剛度比強(qiáng)度廣泛應(yīng)用于飛機(jī)的外部承力結(jié)構(gòu)及內(nèi)飾結(jié)構(gòu)中。結(jié)構(gòu)減重過(guò)程中給復(fù)合材料蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)帶來(lái)的不同面板鋪層、不同芯層高度配比而體現(xiàn)出來(lái)的力學(xué)性能及穩(wěn)定性表現(xiàn)往往值得關(guān)注；在遭受極端載荷下復(fù)材夾芯結(jié)構(gòu)的破壞模式往往難以預(yù)測(cè)，這些都是工程師們致力于解決的問(wèn)題，夾芯結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究、針對(duì)蜂窩夾芯航空結(jié)構(gòu)件的穩(wěn)定性研究及極端載荷下破壞模式分析就顯得

2、至關(guān)重要。
　　本文以復(fù)合材料面板蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)夾芯板的三點(diǎn)彎力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)及仿真分析，并對(duì)復(fù)合材料蜂窩夾芯壁板剪切穩(wěn)定性進(jìn)行仿真及試驗(yàn)研究。針對(duì)不同彎曲取向，不同面板厚度的短梁結(jié)構(gòu)蜂窩夾芯板進(jìn)行三點(diǎn)彎性能仿真及試驗(yàn)研究，建立試驗(yàn)件連續(xù)芯層非線性有限元模型，從破壞模式、極限載荷與總體承載響應(yīng)三個(gè)方面驗(yàn)證了仿真模型有效性。獲得彎曲取向、面板厚度對(duì)蜂窩夾芯板三點(diǎn)彎極限載荷、失效模式、性能演變的影響規(guī)律，薄面板易發(fā)生蜂窩壓

3、塌繼而面板折斷的失效模式，厚面板蜂窩夾芯則是蜂窩剪切破壞。根據(jù)破壞模式篩選測(cè)得芯層等效剪切剛度及強(qiáng)度。推導(dǎo)出三點(diǎn)彎情況下面板與芯層剪力分配關(guān)系，結(jié)果表明，面板剪力分配系數(shù)隨芯層與面板的高厚降低而冪級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，當(dāng)高厚比大于10，面板剪力分配系數(shù)在5％以內(nèi)。針對(duì)不同面板鋪層、不同芯層高度對(duì)蜂窩夾芯壁板穩(wěn)定性影響，設(shè)計(jì)了一套滿足要求的加載裝置對(duì)蜂窩夾芯壁板剪切載荷作用下進(jìn)行仿真和試驗(yàn)研究。分析不同面板鋪層、不同芯材厚度的蜂窩夾芯壁板分別在剪切作