碳纤维复合材料金字塔点阵结构制备工艺及力学性能研究  

FABRICATION AND MECHANICAL RESPONSE OF CARBON FIBER SANDWICH PANELS WITH PYRAMIDAL TRUSS CORES

作　　者：熊健[1,2] 马力[1] 杨金水[1] 吴林志[1] 

机构地区：[1]哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨150080 [2]美国东北大学机械与工业工程系,波士顿02115

出　　处：《固体力学学报》2011年第S1期8-13,共6页Chinese Journal of Solid Mechanics

基　　金：国家"973"基金(2011CB6010303);国家自然科学基金(90816024;10872059;11002041)资助

摘　　要：本文针对碳纤维复合材料点阵结构,从结构设计、制备工艺、平压性能、剪切性能等方面对其进行试验表征及理论模型研究.设计四种成型碳纤维复合材料金字塔点阵结构的思想,并采用一种新的制备工艺即预浸料二次成型工艺制备试样,试验结果表明,该工艺能最大程度发挥纤维增强潜力.通过实验揭示在平压载荷下杆件屈曲、杆件断裂、杆件分层脱胶失效机理,在剪切载荷下杆件屈曲、杆件分层、杆件脱胶失效机理,基于结构力学基础原理,建立相应理论模型,经过修正之后的理论模型均能较好预报典型载荷下力学性能.本文研究发现碳纤维复合材料金字塔点阵结构具有密度低、比强度大、比刚度高等优点,且芯子中具有大量空间,可以制备轻质多功能结构.本文针对碳纤维复合材料点阵结构,从结构设计、制备工艺、平压性能、剪切性能等方面对其进行试验表征及理论模型研究.设计四种成型碳纤维复合材料金字塔点阵结构的思想,并采用一种新的制备工艺即预浸料二次成型工艺制备试样,试验结果表明,该工艺能最大程度发挥纤维增强潜力.通过实验揭示在平压载荷下杆件屈曲、杆件断裂、杆件分层脱胶失效机理,在剪切载荷下杆件屈曲、杆件分层、杆件脱胶失效机理,基于结构力学基础原理,建立相应理论模型,经过修正之后的理论模型均能较好预报典型载荷下力学性能.本文研究发现碳纤维复合材料金字塔点阵结构具有密度低、比强度大、比刚度高等优点,且芯子中具有大量空间,可以制备轻质多功能结构.

关 键 词：碳纤维 金字塔 夹芯结构 复合材料 

分 类 号：TB332[一般工业技术—材料科学与工程]