新型褶皱夹芯结构的设计及其力学性能分析.pdf

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1、国内图书分类号：V416.8学校代码：10213国际图书分类号：534.1密级：公开硕士学位论文新型褶皱夹芯结构的设计及其力学性能分析硕士研究生：王涛导师：孙雨果教授申请学位：工学硕士学科：工程力学所在单位：航天学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V416.8U.D.C:534.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDMECHANICALPROPERTIESANALYSISOFNEWFOLDSSANDWICHSTRUCT

2、URECandidate：TaoWangSupervisor：Prof.YuguoSunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：GeneralMechanicsAffiliation：SchoolofAstronauticsEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-摘要本文回顾了褶皱夹芯结构构型提出

3、的由来，并对褶皱夹芯结构的研究现状进行了归纳、总结,设计一种双层的褶皱夹芯结构，并对该新型褶皱夹芯结构的加工工艺、面外压缩性能、抗冲击性能、抗弯曲性能。第一，制备工艺方面，夹芯结构芯子的制备是非常重要的过程，其制备出来芯子的质量，直接影响到试验结构的有效性与否。在制备芯子的时候，一定需要先预热模具，温度不能太低，太低的话不可以使碳纤维编织布软化，这样如果使用强力将纤维预浸料压入模具中去时，会造成纤维扭曲变形，预浸料中树脂不均匀，这些问题都极有可能使结构的性能下降。第二，该夹芯结构的平面压缩性能方面。本文通过对该新型褶皱结构准静态平压实验

4、和模拟，研究该新型夹芯结构的平压性能与静态吸能效果。平压试验表明，当芯子的相对密度较低的时候，芯子比较容易出现屈曲失效，这种情况下载荷的承载力急剧到几乎没有承载力，显然该相对密度芯子吸能方面不具有优势；随着芯子相对密度的提高，当芯子厚度为3层碳纤维编织布的时候，该结构的平压性能出现了变化，结构在早期到达极限载荷峰值后，承载力并没有下降那么迅速，而是下降到原来承载力的一半的水平，并且该应力水平维持到结构压实阶段。可以预见到，该新型褶皱在相对芯子密度的情况下吸能特性是比较优良的。第三，该夹芯结构在低速冲击方面的性能。主要是运用实验与模拟相结

5、合的方法对三种相对密度的该新型夹芯结构在5J、10J能量冲击下的时间-载荷曲线进行研究，分析曲线的规律，以及试件断口的形状，冲击破坏的情况。第四，该夹芯结构三点弯的性能。通过三种相对密度不同的夹芯结构的三点弯实验研究发现，该新型的褶皱夹芯结构的三点弯性能与芯子的相对密度有关。当芯子相对密度较小的时候，该双层褶皱夹芯结构的主要失效模式是芯子面板屈曲并且伴有芯子与面板界面的局部脱粘；当芯子相对密度为中等相对芯子密度的时候，芯子与芯子接触面处容易出现芯子撕裂，另外脱粘也是中等相对密度芯子存在的失效模式之一；高密度的情况下，芯子厚度增加，芯子强

6、度增加，夹芯结构抵抗变形的能力同时提高，此时结构的失效模式是在芯子与面板接触的位置发生错位或者是撕裂，同时伴随有芯子与面板的局部脱粘。关键字：褶皱夹芯结构；面外压缩；低速冲击；三点弯曲；力学性能I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-AbstractInthispaper,theoriginofthefoldsandwichstructureisreviewed,andtheresearchstatusofthefoldsandwichstructureissummarizedandsummarized,andadoublefoldsandw

7、ichstructureisdesigned,andtheprocessingtechnology,thesurfacecompressionperformance,theimpactresistanceperformanceandthebendingresistanceofthenewfoldsandwichstructurearealsodesigned.First,thepreparationofthecorestructureofthesandwichstructureisaveryimportantprocess.Thequa

8、lityofthecoreisdirectlyaffectedbythevalidityoftheteststructure.Whenpreparingthecore,itisnecessarytopreh