縫合復合材料泡沫夾芯結構細觀特征分析及剛度預測.pdf

1、復合材料泡沫夾芯結構可以提高結構抗彎剛度和結構效率，降低制造成本，在航空領域應用日益廣泛。夾芯結構中面板與芯材一般采用膠結連接，面板與芯子之間的界面連接強度較低，最典型的失效形式就是面板與芯材粘接處失效造成分層，并產(chǎn)生局部強度破壞，進而影響泡沫夾芯結構的整體強度，從而限制了其在飛機結構上的進一步應用。 縫合可以加強面板與芯材間的連接，抑制分層，從而在不需大量增加重量的前提下，提高結構面外性能。目前，此類結構的研究主要集中在制造工

2、藝及通過試驗進行性能測試方面，力學模型建立和數(shù)值分析等方面的研究工作開展較少。為了擴大縫合復合材料泡沫夾芯結構在飛機結構上的應用，首先需要解決的問題就是剛度和強度預報。 本文從縫合復合材料泡沫夾芯結構的細觀特征分析入手，預測該結構的剛度?？p合層壓板細觀特征主要包含纖維彎曲角度、纖維彎曲長度、纖維彎曲區(qū)域寬度、縫線等效直徑和樹脂填充空隙五個參數(shù)。對不同縫合密度和縫合角度層壓板的細觀特征進行測量和統(tǒng)計分析，并建立縫合層壓板五個特征參

3、數(shù)之間的關系，據(jù)此確定縫合復合材料泡沫夾芯結構面板的細觀特征參數(shù)，作為代表體元分析法的基礎假設。并建立三維有限元單胞模型分別預測縫合復合材料單向板、縫合復合材料層壓板和縫合復合材料夾芯結構的剛度性能。 本文建立的縫合復合材料泡沫夾芯結構細觀力學分析模型可以較真實地模擬纖維的局部彎曲和預測縫合泡沫夾芯結構的剛度。此模型適用于0°，±45°，90°鋪層的縫合單向板、縫合層壓板以及面板為0o，±45 o，90 o鋪層任意組合的縫合復合