格構增強型復合材料夾層結構的制備與受力性能

       真空導入成型工藝是一種新型的適合大型／異型復合材料結構件成型的技術。選用H-60 PVG泡沫、四軸向玻璃纖維布以及乙烯基酯樹脂，通過在泡沫芯材上、下表面開槽，同時沿芯材厚度方向剖開，采用真空導入成型工藝制備出在結構上具有創新構型的格構增強型復材料夾層結構。研究結果表明，真空導八成型工藝充模速度快、成型效益高；格構增強型復合材料夾層結構的剪切、平壓與抗彎性能均較傳統夾層結構得以提高；其格構腹板可有效抑制泡沫芯材剪切裂紋的擴展，避免面板與芯材的剝離破壞；闡明了格構增強型復合材料夾層結構的受彎極限承栽能力。
       大型／異型復合材料結構件可采用低成本且快速成型的真空導入成型工藝( Vacuum infusion mold-ing process，簡稱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達到理想的結構性能（強度、剛度、疲勞和沖擊韌性等），且具有輕質、耐腐蝕、電磁屏蔽等特征，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、橋梁等的結構性能和使用效果。如瑞典海軍的輕型護衛艦Visby號，長73m，艦上的部件如船體、甲板和上層建筑均采用復合材料夾層結構制造，并采用真空導入成型工藝制造這些大型結構件。美國海軍部門目前也正全面展開真空導入制備復合材料夾層結構的研究。目前真空導人成型工藝在我國風力葉片制造領域悄然興起，并有向艦船領域滲透的趨勢。但傳統復合材料夾層結構面板與芯材界面構造簡單，較易發生剝離破壞。目前縫紉點陣式泡沫夾層結構雖已成為研究熱點，但制備工藝較為復雜，較難成型大型結構件。本文在傳統復合材料夾層結構釗備與研究的基礎上，設計并制備了適合真空導人成型工藝的格構增強型復合材料夾層結構(Lattice reinforced sandwich，簡稱LRS)，對其剪切、平壓與抗彎性能及破壞形態進行了試驗研究，并應用經典夾層梁理論預估了受彎極限承載力。

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