《超混雜複合材料點陣結構衝擊損傷機理及剩餘強度研究》是依託哈爾濱工業大學，由王兵擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超混雜複合材料點陣結構衝擊損傷機理及剩餘強度研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王兵
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
點陣夾芯結構是一種新型的超輕高強結構，目前在航天航空等領域已經有一些套用。但其在製備和使用過程中可能會受到衝擊載荷作用。為了提高點陣夾芯結構的抗衝擊性能，本項目綜合考慮纖維增強複合材料和金屬材料各自的優缺點，設計了一種以混雜複合材料為面板，以金屬點陣為芯子的超混雜複合材料點陣夾芯結構。該夾芯結構可以發揮複合材料比強度高、比剛度大，以及金屬材料良好塑性的優點。本項目的主要研究內容包括：通過二次膠接的方法製備超混雜複合材料點陣夾芯結構；通過準靜態壓縮試驗和低速衝擊試驗研究超混雜複合材料點陣夾芯結構的吸能機理；研究其在低速衝擊載荷作用下的損傷機理和破壞模式，以及衝擊後剩餘壓縮強度。通過本項目研究提出吸能特性和抗衝擊性能優異的點陣夾芯結構，為點陣夾芯結構的的設計和套用奠定堅實的基礎。
結題摘要
點陣夾芯結構是一種新型的超輕高強結構，目前在航天航空等領域已經有一些套用。但其在製備和使用過程中可能會受到衝擊載荷作用。為了提高點陣夾芯結構的抗衝擊性能，本項目綜合考慮纖維增強複合材料和金屬材料各自的優缺點，設計了一種以混雜複合材料為面板，以金屬點陣為芯子的超混雜複合材料點陣夾芯結構。該夾芯結構可以發揮複合材料比強度高、比剛度大，以及金屬材料良好塑性的優點。本項目的主要研究內容包括：通過二次膠接的方法製備超混雜複合材料點陣夾芯結構；通過準靜態壓縮試驗和低速衝擊試驗研究超混雜複合材料點陣夾芯結構的吸能機理；研究其在低速衝擊載荷作用下的損傷機理和破壞模式，以及衝擊後剩餘壓縮強度。通過本項目的研究取得的重要結果包括：（1）基於嵌鎖工藝，製備了由複合材料層合板和鋁合金點陣芯子粘接而成的新型超混雜複合材料金字塔點陣夾芯結構。通過比較發現，本項目採用的製備方法效率較高，工藝穩定性較好；（2）對芯子內部填充聚氨酯泡沫的金字塔點陣夾芯結構進行了平壓試驗和低速衝擊試驗的研究，發現金字塔點陣芯子桿件和聚氨酯泡沫具有協同作用，表現出更優異的吸能特性，即填充聚氨酯泡沫的金字塔點陣夾芯結構的承載能力不再是未填充泡沫的金字塔點陣夾芯結構和聚氨酯泡沫兩者承載能力的線性疊加，而是強於兩者之和； （3）對金字塔點陣夾芯結構衝擊後的壓縮性能進行了研究，研究發現：結構剩餘強度與衝擊位置和衝擊能量有較大關係，當衝擊能量較大時(15J以上)，面板和芯子均發生了嚴重的破壞，試件在衝擊後壓縮試驗中的失效模式主要為面芯脫粘，試件衝擊後的壓縮性能也出現了大幅度的下降。
