木質(zhì)復(fù)合蜂窩夾芯材料性能的研究.pdf

1、本文利用木質(zhì)面板與和紙質(zhì)蜂窩材料復(fù)合，該夾芯材料不但保留了原蜂窩材料的優(yōu)點，而且還大大提高了力學(xué)強度。本文在借鑒國內(nèi)外對金屬蜂窩和夾芯結(jié)構(gòu)相關(guān)研究成果上，結(jié)合紙質(zhì)蜂窩和木質(zhì)材料的特點，就木質(zhì)蜂窩夾芯復(fù)合材料的性能，展開一系列的研究。所做主要工作和成果如下： 對不同木質(zhì)面板和蜂窩夾芯材料的共面變形機制、共面力學(xué)性能以及側(cè)壓破壞模式進行了分析。研究表明：其共面變形機制可分為三種類型，每種變形機制與面板有很大關(guān)聯(lián)；夾芯材料較原蜂窩紙板

2、的力學(xué)性能大大增強，并推導(dǎo)出了共面拉壓當(dāng)量彈性模量公式；不同結(jié)構(gòu)的夾芯材料側(cè)壓破壞模式可以分為五大類型：整體失穩(wěn)、剪切皺損、界面脫膠、面板破裂和面板屈曲，并從力學(xué)理論分析角度給以解釋。 對不同結(jié)構(gòu)的夾芯材料的異面變形機制、異面力學(xué)性能以及平壓破壞模式進行了分析。研究表明：不同面板的夾芯材料其異面變形機制基本一致，皆可分為四個階段：彈性階段、屈曲階段、塌陷階段和密實化階段，每個階段的變形機理并不一樣；對夾芯結(jié)構(gòu)平壓當(dāng)量彈性模量進行

3、了推導(dǎo)；夾芯材料保持了原蜂窩材料的緩沖特點，其吸收能量階段主要在塌陷階段。同時針對紙質(zhì)蜂窩夾芯材料，提出了平壓破壞過程中屈曲鉸概念。 對各種夾芯結(jié)構(gòu)的抗彎性能進行了研究，得出膠合板作為面板時力學(xué)性能最好，同時根據(jù)三點外伸梁和簡支梁原理對夾芯結(jié)構(gòu)的抗彎剛度進行了理論分析，給出了木質(zhì)面板夾芯材料剛度計算的近似公式。夾芯結(jié)構(gòu)三點受力的彎曲下主要有芯體剪切屈曲、芯體剪切破壞、面板屈曲和面板屈服這四種破壞模式，并分別對各種破壞模式原材料本

4、身力學(xué)特性和材料力學(xué)角度進行了理論分析。 根據(jù)夾芯結(jié)構(gòu)蠕變曲線，采用Burgers模型來擬合木質(zhì)蜂窩夾芯復(fù)合材料短期蠕變性能，解析出夾芯結(jié)構(gòu)的流變參數(shù)，對各個參數(shù)進行了具體的分析；對不同結(jié)構(gòu)的夾芯材料的蠕變速率進行了分析；根據(jù)灰色分析，得出這夾芯材料的瞬時彈性模量和延遲彈性模量之間聯(lián)系較為緊密。 在低周疲勞和蠕變作用下，采用梁柔量作為損傷參量來描述夾芯材料在疲勞和疲勞蠕變兩者交互作用下的損傷；該參量在疲勞和蠕變作用下演化