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纤维复合材料蜂窝板采用新型cfrtp材料设计更优

作者:admin 发布时间:2022-06-15 14:24:13 次浏览

纤维复合材料蜂窝板是当前航空航天与军工领域炙手可热的一类先进复合材料,具有质量轻、比强度高、比刚度大、隔热减震、耐冲击等特点,是当前高强轻质结构材料的翘楚,它的出现推动了机械轻量化发展,现广泛应用于航空航天、列车、船舶、建筑装修等领域。但该类材料切削加工性差,是典型的难加工材料,随着材料的广泛应用,其难加工性与使用需求之间的矛盾日益突出。一般情况下,蜂窝板结构的上、下面板材料的厚度相同,而且面板材

纤维复合材料蜂窝板是当前航空航天与军工领域炙手可热的一类先进复合材料,具有质量轻、比强度高、比刚度大、隔热减震、耐冲击等特点,是当前高强轻质结构材料的翘楚,它的出现推动了机械轻量化发展,现广泛应用于航空航天、列车、船舶、建筑装修等领域。但该类材料切削加工性差,是典型的难加工材料,随着材料的广泛应用,其难加工性与使用需求之间的矛盾日益突出。

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一般情况下,蜂窝板结构的上、下面板材料的厚度相同,而且面板材料的强度和刚度均较高,而蜂窝芯层高度要比面板厚度大得多。面板承担了大部分的拉、压力,芯层承担了大部分的剪力。而面板的强度和刚度都远大于芯层材料,若选用剪切强度低,或是剪切断裂延伸率小的芯层,则芯层破坏时,面板可能只发挥了1%不到的强度,则会造成材料的浪费。

对于蜂窝板结构设计人员来说,设计出的蜂窝板结构既要使这两种力学性能大相径庭的材料完美的结合在一起,充分发挥各自的优点,满足使用要求,又要不浪费材料,也就是要获得在蜂窝板结构承受弯曲荷载的情况下,蜂窝板结构主要是靠芯层的剪切来传递直接施加在面板上的力,在板结构中,复合材料面板的模量和强度都很高,只有高剪切强度和大剪切断裂延伸率的芯层才适用。要根据蜂窝板结构在使用中可能的受力状况,选用适当种类和密度的芯层,合理设计面板和芯层的厚度,按照上述的应力计算方法或者利用相关的有限元分析软件,进行反复的计算验证,最终可达到较优的设计方案。

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