低速冲击下铝蜂窝夹层板的动态响应研究

为了研究铝蜂窝夹层板在低速冲击下的动力学响应,通过有限元仿真软件ANSYS/LS-DYNA分析了半球头圆柱低速冲击铝蜂窝夹层板的损伤变形,建立了含蒙皮、蜂窝芯和胶层的铝蜂窝夹层板精细化仿真模型,通过与文献试验结果对比,验证了模型的准确性,并研究了铝蜂窝芯单元尺寸、高度以及金属、碳纤维增强复合材料(CFRP)两种蒙皮材料对蜂窝夹层板冲击响应的影响。结果表明:铝蜂窝芯单元尺寸越大,夹层板的刚度和稳定性越低;芯层高度对吸能的影响较小;胶层对吸能的影响不可忽略;相对于铝蒙皮,CFRP蒙皮铝蜂窝夹层板的吸能效果较好。     

蜂窝夹层复合材料四点弯曲性能和失效模式的研究

对共固化成型的蜂窝夹层复合材料四点弯曲进行了宏观力学和失效方式分析,研究了预浸布种类、夹层板滚筒剥离强度以及蜂窝芯厚度对四点弯曲破坏模式的影响以及破坏模式和四点弯曲性能的关系,为蜂窝夹层复合材料原材料合理选用提供了依据。研究结果显示：蜂窝芯厚度对四点弯曲性能影响显著,蜂窝芯厚度不同会出现三种不同类型的破坏方式;胶膜面密度对四点弯曲450 N载荷的挠度值影响较小,对四点弯曲强度影响较大;蜂窝芯厚度一定时,不同胶膜面密度样品出现两种破坏方式;蜂窝芯厚度和胶膜面密度一定时,面板性能增加,会出现两种不同的破坏方式。     

Nomex蜂窝夹层结构共固化技术及静态压缩力学性能研究

利用玻璃钢蒙皮和芳纶纸蜂窝,采用整体共固化的方式,对芳纶纸蜂窝夹层结构的一体化成型技术进行了研究,验证了蒙皮-蜂窝芯子-蒙皮(三明治结构)结构一体化成型的工艺可行性,并制备蜂窝夹层结构。通过比较夹层结构的粘接效果和面外静态稳定压缩测试,结合压缩应力-应变曲线,采用理论分析方法建立了夹层结构屈服强度本构方程。工艺试验和测试结果表明,采用玻璃钢蒙皮和芳纶纸蜂窝所制备的蜂窝夹层复合材料,蒙皮与蜂窝夹芯间胶接质量良好,弹性阶段面外静态稳定压缩强度达到5MPa,具备优异的层间和抗压性能,为其在相关领域的应用提供了一定理论基础。     

吸湿对氰酸酯胶膜蜂窝夹层结构胶接性能的影响

采用氰酸酯预浸料、氰酸酯胶膜和Nomex纸蜂窝,利用热固化成型方法制备了氰酸酯胶膜蜂窝夹层结构。分析了Nomex纸蜂窝、氰酸酯预浸料、氰酸酯胶膜的吸湿行为,研究了吸湿对氰酸酯胶膜粘接的夹层结构破坏模式的影响,分析了吸湿在氰酸酯胶膜粘接夹层结构中的作用机理,以此为基础提出了减小或消除吸湿影响的措施。结果表明,氰酸酯胶膜及氰酸酯预浸料的吸湿量可以忽略。Nomex纸蜂窝中的湿气对夹层结构的胶接会产生不利影响,湿气的存在会影响胶粘剂对蜂窝的浸润,并且湿气中的水分还会催化氰酸酯的反应,在粘接固化过程中加速胶粘剂的凝胶和黏度增大。为消除纸蜂窝吸湿对胶接的不利影响,采取措施控制胶接环境和待胶接材料的贮存环境、在胶接前充分干燥待胶接材料等措施,可以达到降低待胶接蜂窝中的湿气含量,进而减小其对夹层结构胶接影响的效果。     

宽频带玻璃钢蜂窝板的试制

玻璃钢由于弹性模量低,限制了它的应用范围,而蜂窝夹层结构是一种提高其刚度的结构形式。玻璃钢蜂窝板就是由二层薄而强的玻璃布蒙皮与起支承联结作用的玻璃布质蜂窝芯子浸胶粘接而成的复合夹层材料。由于它具有质轻、比强度高、刚度高、绝缘性好、电磁波透过率高等优点,所以目前已广泛应用于航     

一种玻纤/环氧-Nomex蜂窝夹层复合材料制备工艺与性能研究

以玻纤增强环氧预浸料、阻燃环氧结构胶膜和高密度Nomex蜂窝芯通过共固化工艺制备了夹层结构复合材料板,并对其进行了相关性能研究。通过分析预浸料蒙皮和胶膜中环氧树脂基体流变特性,以及研究共固化过程中的固化压力和升温制度对所制备夹层板力学性能的影响关系,制定出了适宜的复合材料成型工艺制度。结合上述研究成果,进一步对采用不同面重胶膜和铺层结构制备出的夹层板进行了性能测试,考核结果表明:胶膜用量的增加可以明显提高Nomex蜂窝夹层板的滚筒剥离强度和长梁弯曲性能,而对平面压缩性能影响较小,但会明显降低复合材料的整体阻燃和烟毒性能;此外,对称铺层结构的材料整体结构稳定性明显优于非对称铺层结构。     

中温固化阻燃环氧结构胶的研究

研究了用于蜂窝夹层结构粘接的阻燃结构胶膜的制备与蜂窝粘接性能。在增韧改性的环氧树脂基体中添加微胶囊包覆的红磷和无机阻燃剂ATH,制备出一种增韧阻燃环氧胶黏剂。考察了阻燃剂、增韧剂对其阻燃性能和力学性能的影响。分析了不同配方固化时胶瘤形成在蜂窝夹层结构粘接的剥离和平面拉伸性能。结果表明在微胶囊包覆红磷2%和无机阻燃剂ATH8%时胶膜具有良好的滚筒剥离强度和平面拉伸强度。     

铝蜂窝复合材料的大面积粘接与应用

由铝蜂窝和铝合金面板粘接而成的蜂窝夹层结构具有质轻、比强度高、隔音、隔热、防潮和密封性好等特点，是一种很有价值的新型材料。本文所介绍的是大面积铝蜂窝夹层结构板的粘接成型与实际中的应用。     

Nomex蜂窝夹层结构的滚筒剥离破坏分析

本文通过一系列的剥离试验结果分析了有无胶膜情况下，蜂窝夹层结构的剥离强度与破坏模式的关系，提出了粘接边强度与剥离强度的关系，进一步论述了芯子与面板间胶接强度与破坏模式的关系。     

中温固化阻燃结构胶膜流变特性与蜂窝粘接性能

研究了用于蜂窝夹层结构粘接的阻燃结构胶膜的化学流变特性与蜂窝粘接性能。通过流变仪研究了胶膜固化过程中化学黏度的变化,考察了固化反应(温度、时间)、阻燃剂、增韧剂对体系化学流变特性的影响。分析了流变特性和胶瘤形成在蜂窝夹层结构粘接过程中的作用,并测试了蜂窝夹层结构的剥离和平面拉伸性能。结果表明:阻燃剂的加入使得体系100℃前的黏度有所升高,固化活性略有降低,最低黏度温度从112℃推迟到120℃;加入增韧剂后的胶黏剂的黏度显著提高,制备的阻燃胶膜最低黏度在50Pa.s左右,固化过程中具有适宜的流动性和胶瘤形状,固化后具有较高的滚筒剥离强度和平面拉伸强度。     

CFRP层合板力学性能影响因素研究

碳纤维增强复合材料是一种轻量化材料,在汽车工业具有广泛的应用前景。CFRP层合板作为碳纤维增强复合材料的一种常用形式,其力学性能与铺层设计息息相关。采用有限元仿真与物理实验相结合的方法,研究了碳纤维蒙皮与芯材对CFRP层合板力学性能的影响规律。结果表明,有限元仿真与三点弯曲实验结果吻合度较高;蒙皮对层合板性能的影响主要表现为:增加蒙皮厚度可减小层合板受载时的变形量,采用非对称铺层方式可提升层合板的承载能力;芯材对层合板性能的影响主要表现为,选用竖直方向上压缩强度高的铝蜂窝,并在一定范围内增加芯材厚度,可提高层合板的刚度。     

民用飞机舱门优化研究

针对一类民用飞机舱门结构的特点,采用蜂窝夹层结构形式进行设计。选定不同内外蒙皮厚度、不同蜂窝高度、加装加强垫板、填平蜂窝凹槽、局部抬高蜂窝高度等多种结构形式进行分析对比。为便于比较各种结构的优缺点建立了舱门结构的有限元模型,并对各组结构弯曲变形情况进行计算。计算结果表明,内蒙皮厚度和蜂窝高度对舱门刚度起主导作用,存在合适刚度的内蒙皮厚度和蜂窝高度使舱门在巡航状态下的弯曲变形符合要求。分析结果及所得结论为同类型飞机舱门的设计提供了借鉴,有一定的参考价值。     

酚醛面板蜂窝夹层结构的面-芯界面优化及其对弯曲和剪切性能的影响

为了提高安全性和经济效益,酚醛面板蜂窝夹层结构在内饰领域的应用越来越广泛.但是在共固化工艺中,面板用酚醛预浸料和环氧胶膜存在相容性问题,易产生弱界面.本文通过调整胶膜的单位面积质量(面重)实现了面-芯界面的优化,结果表明,滚筒剥离强度随环氧胶膜面重的增大先提高后下降.基于夹层结构四点弯曲和平板剪切试验的载荷位移曲线以及...     

玻璃钢蜂窝夹层结构制品常见缺陷修补技术

主要研究低压成型玻璃钢及其蜂窝夹层结构制品中常见缺陷(板-芯脱胶,蒙皮分层)的修补技术。制备了SC-13基体/玻璃布低压成型玻璃钢蜂窝夹层结构制品中常见的板-芯脱胶与蒙皮分层2种缺陷试样,分别用树脂注射法和贴补法对缺陷进行修补,对3种试样(含缺陷试样、无缺陷试样和缺陷修补试样)进行了检测,测试了试样的弯曲强度,分析了修补方法和所用材料的合理性、修补技术的可行性。研究结果证实,采用铁锚204与无碱布-60制备的胶膜贴补修补板-芯脱胶、采用J-153低粘度环氧胶黏剂注射修补蒙皮分层均有效,且修补工艺方法简单,修补后剪切强度恢复率与弯曲强度恢复率均较高,达80%以上。     

夹层结构剥离强度下降原因分析

针对J-116胶膜粘接的铝板和铝蜂窝夹层结构,采用两种固化工艺,两种浸水条件、喷淋盐雾和两种刀具加工试样,对夹层结构的板板和板芯90°剥离强度进行了测试,分析了剥离强度下降的规律.研究结果表明:水的长期作用,会使胶接强度降低,温度会加速水的作用;盐雾和大气曝晒的影响较小,旧刀具对蜂窝芯子造成二次破坏,直接导致板芯剥离强...     

固化压力对夹层结构力学性能的影响

通过测试不同固化压力下的Nomex蜂窝夹层结构的力学性能，讨论了固化压力对蜂窝夹层结构性能的影响。结果表明，在固化压力0．2－0．5MPa下，夹层结构的平拉强度、平压强度、剪切强度无明显变化，而侧压强度与弯曲刚度则随压力的增大而发生明显的变化。     

全炭纤维复合材料蜂窝夹层结构热变形优化设计

针对铝制蜂窝芯材料及炭纤维复合材料的分析,以全炭纤维六边形蜂窝夹层结构为研究对象,以该结构热变形程度为研究目标进行了分析优化,并总结了蜂窝芯高度、蒙皮厚度、蜂窝密度等因素对复合材料蜂窝夹层结构热变形程度的影响。首先,研究了炭纤维层合板、铝蜂窝芯层弹性常数和热膨胀系数的等效计算问题;然后,通过等效方法和FEMAP软件中的铺层模型,分别进行板单元和体单元的建模,计算炭纤维复合材料及铝蜂窝结构的热变形及静力变形;最后,利用二分法趋近最佳解,对计算结果进行总结。分析结果显示:全炭纤维复合材料夹芯结构与传统的蜂窝夹芯结构相比,具有热变形低、比刚度大、比强度高等优点。     

双夹层中空夹芯结构轨道交通地板的设计及性能分析

中空夹芯复合材料具有优异的综合性能和可设计性,本文将其应用在轨道交通领域,设计一种双夹层中空夹芯结构用于研制地板。通过有限元分析方法对双夹层结构设计方案的合理性进行验证,研究了集中荷载和均布荷载作用下各层受应力情况;开展了研制地板的板芯剥离强度、抗拉强度、抗压强度、四点弯曲强度、隔音性能、防火性能的测试,并与铝蜂窝夹芯结构的性能进行对比。结果表明双夹层结构中空复合地板具有更好的承载和抗分层性能,力学性能优于铝蜂窝地板;其燃烧等级达到了SF3级,毒性指数FED≤1,故防火性能与铝蜂窝地板一样安全;且中空复合地板的隔音性能优于铝蜂窝地板,能满足更高的舒适性和安全需求。     

铝蒙皮整体中空夹层复合材料低速冲击的实验研究

本文采用落锤冲击试验机对铝蒙皮整体中空夹层复合材料进行了低速冲击试验.利用加速度传感器记录落锤冲击过程中加速度随时间变化曲线,通过数学处理得到了冲击栽荷、冲击点位移、材料损伤吸收能量随时间的变化曲线.探讨了铝蒙皮对整体中空夹层复合材料的低速冲击特性,如最大冲击载荷、冲击点最大位移和材料损伤时能量吸收等的影响.结果表明,附加铝蒙皮后,整体中空夹层复合材料的接触刚度、最大冲击栽荷以及材料的初始损伤能量都有明显增加.     

冲击角度对铝蜂窝夹芯板低速冲击性能的影响

为了研究冲击角度对铝蜂窝夹芯板低速冲击性能的影响,在ABAQUS中参照文献试验过程建立了铝蜂窝夹芯板受低速冲击的有限元模型,将仿真结果与文献试验结果进行对比以验证模型的可靠性,并进一步利用该模型研究了冲击角度对铝蜂窝夹芯板损伤、吸能、接触力峰值和接触时间以及切向滑移粘滞状态的影响。增大冲击角度发现:①铝蜂窝夹芯板的最大损伤深度减小,上蒙皮变形减小,沿着冲头滑动方向的蜂窝芯单元屈曲增多,但损伤减轻,下蒙皮几乎没有变形;②接触力峰值减小,接触时间增大;③铝蜂窝夹芯板吸能减小,其各部件吸能也分别缓慢减小,但始终保持上蒙皮大于蜂窝芯大于下蒙皮的趋势;④滑移时间增大,粘滞时间先减小后增大,粘滞时间占比先减小后快速增大,并在45°时粘滞时间占比最小。