纤维柱增强泡沫夹芯的等效力学性能研究  

Study on the effective mechanical properties of foam core sandwich structure reinforced by fiber composite columns

作　　者：王兵[1,2] 冯吉才[2] 李庆飞[3] 吴林志[1] 马力[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]哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001 [3]上海飞机设计研究院结构部,上海200232

出　　处：《哈尔滨工业大学学报》2012年第3期29-33,共5页Journal of Harbin Institute of Technology

基　　金：国家重点基础研究发展计划基金资助项目(2011CB610303);中央高校基本研究业务费专项基金资助项目(HIT.NSRIF.2010069);国家自然科学基金资助项目(90816024;10872059)

摘　　要：纤维柱增强泡沫夹芯结构是沿厚度方向在泡沫中植入纤维柱,以提高泡沫夹芯结构的抗压性能、抗剪切性能和抗弯曲性能.根据纤维柱增强泡沫夹芯结构的这一特点,通过建立细观力学模型,并结合修正的Mori-Tanaka方法预报纤维柱增强泡沫芯材的法向弹性模量和横向剪切模量.实验结果验证了该方法预报结果的准确性.利用该模型进一步探讨了纤维柱增强泡沫夹芯结构参数对芯子等效性能的影响.结果表明,纤维柱内纤维体积的变化对结构的法向弹性模量影响较大,对横向性能影响不大;纤维柱直径增大芯子法向比刚度也增大,但芯子的横向比剪切刚度反而降低.A micro mechanical model was established to analyze the longitudinal Young＇ modulus and transverse shear modulus of the fiber composite columns reinforced foam core by using Corrected Mori-Tanaka theory.The test results show that the prediction results of the longitudinal Young＇ modulus and transverse shear modulus of the composite structure was effective.And then the effect of the fiber composite column parameters was evaluated.Results indicate that the volume fraction in the fiber composite columns has great influence on longitudinal Young＇ modulus,but has little influence on the transverse shear modulus.The specific longitudinal Young＇s modulus increases with the increase of diameter of fiber composite columns,but the specific transverse shear modulus decreases with the increase diameter of fiber composite columns.

关 键 词：复合材料 泡沫夹芯 修正的Mori-Tanaka方法 等效性能 

分 类 号：TU391[建筑科学—结构工程]