點陣增強型復合材料夾層結構制備與力學性能

       選用H-60 PVC泡沫、四軸向玻璃纖維布以及乙烯基酯樹脂，通過在PVC泡沫芯材上、下表面開正交布置的齒槽及沿芯材厚度方向穿孔，采用先進的真空導入成型工藝，制備出在玻璃纖維面板與PVC泡沫芯材界面具有創新構型的點陣增強型復合材料夾層結構，研究結果表明：真空導入成型工藝充模速度快、成型效率高；點陣增強型復合材料夾層結構經乙烯基樹脂柱增強后，其剪切與平壓性能均有一定的提高，另外，通過三點彎曲與四點彎曲試驗，觀察了試件的典型受彎破壞形態；利用經典夾層梁理論預估了試件抗彎剛度和受彎極限承載力，理論預估值與實測值符合較好。

      大型／異型復合材料夾層結構構件可采用低成本且快速成型的真空導入成型工藝L vacuum in-fution molding process．VIMP)制備，該工藝方法靈活，能夠一次成型帶有夾芯、加筋、預埋的大型結構件，且成型工藝綠色環保，已成為復合材料領域的重要發展方向之，采用樹脂基纖維面板和泡沫或輕木芯材的復合材料夾層結構可以達到理想的結構性能（如強度、剛度、疲勞和沖擊韌性等），且具有輕質、耐腐蝕、電磁屏蔽等特點，可替代鋼結構面板制造各種結構構件，從而大幅度提高軍事設施、車輛、艦船、建筑、橋梁等結構性能和使用效果．如瑞典海軍的輕型護衛艦Visby號，長73 m．艦上的部件如船體、甲板和上層建筑等大型構件均采用這種用真空導入成型工藝制造的復合材料夾層結構．目前，美國海軍正全面展開真空導入制備復合材料夾層結構的研究．在我國風力葉片制造領域，這種真空導入成型工藝也已悄然興起，并逐步向艦船領域滲透，在建筑領域，美國、澳大利亞等國家已采用真空導入成型工藝一次成型大跨建筑屋蓋、橋面板、道面墊板、輕便舟橋等大型構件，在我國，不僅在結構加固領域廣泛應用復合材料，而且用其作為結構構件的應用也正方興未艾，如用于混凝土結構的纖維筋和預應力筋、斜拉橋的纖維拉索、拉擠成型玻璃鋼空腹橋面板等．但采用真空導入工藝快速制備具有夾芯材料的復合材料夾層結構作為建筑結構件的研究與應用目前尚處于空白階段，為此，本文在傳統復合材料夾層結構制備與研究的基礎上，設計并制備了適合真空導人型工藝的點陣增強型(grooved perforation sandwich，GPS)復合材料夾層結構，對其剪切、平壓與抗彎性能及破壞形態進行了實驗研究，并應用經典夾層梁理論預估了其極限承載力，以促進其作為新型建筑材料在我國推廣應用．

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