K-cor增強(qiáng)泡沫夾層結(jié)構(gòu)制備與力學(xué)性能研究.pdf

1、K-cor增強(qiáng)泡沫夾層結(jié)構(gòu)是采用Z-pin技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)泡沫夾層結(jié)構(gòu)進(jìn)行縱向增強(qiáng)的一種新型復(fù)合材料，具有比蜂窩夾層結(jié)構(gòu)及傳統(tǒng)X-cor夾層結(jié)構(gòu)更優(yōu)越的性能。K-cor夾層結(jié)構(gòu)作為新型泡沫夾層結(jié)構(gòu)，目前在國(guó)外的研究剛剛起步且國(guó)內(nèi)幾乎沒(méi)有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，故其制備工藝及力學(xué)性能研究均處于探索階段。在查閱國(guó)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)研究了環(huán)氧K-cor夾層結(jié)構(gòu)中不完全固化Z-pin的拉擠成型工藝及其壓彎工藝；結(jié)合差示掃描量熱法及通過(guò)顯微鏡觀察固化成

2、型后K-cor內(nèi)部Z-pin受損情況，較好地確定了不完全固化碳纖維/環(huán)氧Z-pin拉擠工藝參數(shù)；通過(guò)Z-pin與面板的交聯(lián)結(jié)合程度測(cè)試，成功制備環(huán)氧K-cor增強(qiáng)泡沫夾層結(jié)構(gòu)。
　　首先對(duì)同一Z-pin植入?yún)?shù)、相同樹(shù)脂體系K-cor、X-cor及空白泡沫夾層結(jié)構(gòu)進(jìn)行滾筒剝離測(cè)試，結(jié)果顯示K-cor滾筒剝離強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于X-cor及空白泡沫夾層結(jié)構(gòu)。進(jìn)而制備了多種規(guī)格的環(huán)氧K-cor夾層結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的空白泡沫夾層結(jié)構(gòu)試樣，分別研究了相

3、同直徑下不同Z-pin植入角度及Z-pin植入密度對(duì)K-cor夾層結(jié)構(gòu)平面拉伸、壓縮及剪切性能的影響。測(cè)試結(jié)果表明，在相同Z-pin直徑和植入角度下，植入密度越大，其拉伸，壓縮及剪切強(qiáng)度越大，拉伸及剪切模量越大，拉伸強(qiáng)度主要取決于Z-pin與蒙皮的膠接強(qiáng)度；當(dāng)Z-pin的體積含量增加，芯材與蒙皮的膠接程度增加，拉伸強(qiáng)度增大；在相同植入密度下，隨著植入角度的增加，平拉強(qiáng)度、平壓強(qiáng)度和模量增加，剪切強(qiáng)度和模量均降低，壓縮過(guò)程中載荷主要由Z-

4、pin承擔(dān)，Z-pin植入角度越大，抵抗變形能力變大，壓縮強(qiáng)度增加。
　　通過(guò)失效模型觀察分析，夾層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度主要取決于Z-pin端部與蒙皮的結(jié)合強(qiáng)度。X-cor夾層結(jié)構(gòu)中Z-pin與面板有效接觸長(zhǎng)度為1mm，由于Z-pin高度固化，其與面板的結(jié)合強(qiáng)度主要取決于機(jī)械嵌合，而K-cor夾層結(jié)構(gòu)中Z-pin折彎在泡沫與面板之間部分長(zhǎng)5mm，不完全固化的Z-pin與面板主要發(fā)生交聯(lián)結(jié)合。加熱固化時(shí)，有效長(zhǎng)度為5mm的交聯(lián)結(jié)合強(qiáng)度將比1mm