復合材料蜂窩夾芯板力學性能及穩(wěn)定性研究.pdf

1、在當今航空工業(yè)追求環(huán)保效率的總環(huán)境下，結構減重作為永恒目標一直沒有變。蜂窩夾芯結構基于其較高的比剛度比強度廣泛應用于飛機的外部承力結構及內飾結構中。結構減重過程中給復合材料蜂窩夾芯結構帶來的不同面板鋪層、不同芯層高度配比而體現(xiàn)出來的力學性能及穩(wěn)定性表現(xiàn)往往值得關注；在遭受極端載荷下復材夾芯結構的破壞模式往往難以預測，這些都是工程師們致力于解決的問題，夾芯結構的力學性能研究、針對蜂窩夾芯航空結構件的穩(wěn)定性研究及極端載荷下破壞模式分析就顯得

2、至關重要。
　　本文以復合材料面板蜂窩夾芯結構為研究對象，對夾芯板的三點彎力學性能進行試驗及仿真分析，并對復合材料蜂窩夾芯壁板剪切穩(wěn)定性進行仿真及試驗研究。針對不同彎曲取向，不同面板厚度的短梁結構蜂窩夾芯板進行三點彎性能仿真及試驗研究，建立試驗件連續(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三個方面驗證了仿真模型有效性。獲得彎曲取向、面板厚度對蜂窩夾芯板三點彎極限載荷、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)破壞模式篩選測得芯層等效剪切剛度及強度。推導出三點彎情況下面板與芯層剪力分配關系，結果表明，面板剪力分配系數(shù)隨芯層與面板的高厚降低而冪級數(shù)增長，當高厚比大于10，面板剪力分配系數(shù)在5％以內。針對不同面板鋪層、不同芯層高度對蜂窩夾芯壁板穩(wěn)定性影響，設計了一套滿足要求的加載裝置對蜂窩夾芯壁板剪切載荷作用下進行仿真和試驗研究。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