蜂窩夾層結(jié)構(gòu)概述

蜂窩夾層結(jié)構(gòu)是指在兩個(gè)薄蒙皮之間，夾上輕質(zhì)芯材的一種層合復(fù)合材料 。

在機(jī)能方面，與在鋼軌上可見的工字型斷面梁相似。即工字型斷面材料的兩凸緣與蒙皮對(duì)應(yīng)。承擔(dān)彎典應(yīng)力。工字型斷面材料的腹板與芯材對(duì)應(yīng)。專門承擔(dān)橫向剪切，每一個(gè)的作用都分得很清楚。

產(chǎn)生蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的構(gòu)思是在1920年。實(shí)際上用于航空機(jī)的輔助翼結(jié)構(gòu)上是1939年。以后。由于開發(fā)了金屬、非僉屬用粘接劑、焊接技術(shù)的進(jìn)步以及FRP等輕質(zhì)材料的出現(xiàn)，使蜂窩夾層結(jié)構(gòu)性能急速地得到了提高。

除作為航空機(jī)的主翼、機(jī)身操縱面等一次性結(jié)構(gòu)材料使用外，廣泛用于直升飛機(jī)的旋轉(zhuǎn)翼、滑翔機(jī)車輛、漁船、大型貯罐上等 。

蜂窩夾層結(jié)構(gòu)具有極大的彎曲剛性。這是蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。此外還有優(yōu)點(diǎn)，即：因?yàn)槌蔀閮芍亟Y(jié)構(gòu)，所以氣密性和隔熱性優(yōu)異；因?yàn)槭钦辰咏Y(jié)構(gòu)，所以表面可以做得很平滑；結(jié)構(gòu)衰減大，由沖擊而引起的破壞停留在局部，龜裂難以擴(kuò)展、展等。

價(jià)格偏高。

板(蒙皮)與軒質(zhì)蜂窩芯材通過膠郭劑粘接成的層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)。夾層結(jié)構(gòu)面板可以是鋁板或者碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維復(fù)合材料板。常用的蜂窩芯材料為鋁稍、芳綸紙、玻璃布和牛皮紙等 。

夾層結(jié)構(gòu)的突出特點(diǎn)是：彎曲剛度大，充分利用材料的強(qiáng)度，重量輕。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)可以一次成型即上下面板的成型固化和面板與蜂窩芯的膠接固化是同時(shí)完成的；也可以二次成型即上下面板的成型固化與面板芯材的膠接固化先后分兩次固化；也可以三次成型，則是上面板同化、下面板固化和面板芯材膠接固化，先后分于次進(jìn)行。鋁板作面板時(shí)需要在膠接之前進(jìn)行表面處理，以提高膠接強(qiáng)度。

夾層結(jié)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛，如翼面、舵面、艙面、壁、地板、雷達(dá)爪等甲還可以川作火車、地鐵、汽車上的各種隔板，用玻璃纖維復(fù)合材料或芳綸復(fù)合材料為蒙皮以鋁蜂窩芯、芳綸紙蜂窩芯制造的賽艇、游船性能優(yōu)異，另外在滑水板、沖浪板、滑雪板等體育用品方面也得到應(yīng)用。厚型的粗蜂窩夾層結(jié)構(gòu)可用作建筑墻板，隔音、隔熱效果好 。

在夾層結(jié)構(gòu)中起連接和支撐面板的作用,主要承受剪應(yīng)力。按所用材料分，有紙蜂窩、玻璃布蜂窩、棉布蜂窩、鋁合金蜂窩等;按平面投影的具體形狀分，有正六角形、矩形、正弦曲線形等。 2100433B

本課題基于顯式有限元數(shù)值求解技術(shù)和代理模型方法，采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，對(duì)經(jīng)典蜂窩夾層結(jié)構(gòu)和波紋型蜂窩夾層結(jié)構(gòu)（俗稱瓦楞板）進(jìn)行了抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)和對(duì)比研究。在研究經(jīng)典蜂窩夾層結(jié)構(gòu)時(shí)，首先對(duì)比了正六邊形蜂窩夾層板與純蜂窩結(jié)構(gòu)的抗撞性能；其次采用析因設(shè)計(jì)方法篩選出對(duì)正六邊形蜂窩夾層板的抗撞性影響較大的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并以比吸能為目標(biāo)指標(biāo)、最大撞擊載荷為約束指標(biāo)，采用響應(yīng)面法對(duì)正六邊形蜂窩夾層板進(jìn)行了抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)；繼而對(duì)正四邊形蜂窩夾層板進(jìn)行了有約束單目標(biāo)和多目標(biāo)抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)具有最優(yōu)構(gòu)形的兩種經(jīng)典蜂窩夾層板的抗撞性進(jìn)行了對(duì)比研究。在研究波紋形夾層板時(shí)，首先以吸能量為目標(biāo)函數(shù)對(duì)梯形和三角形元胞的形狀進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；然后采用響應(yīng)面方法對(duì)具有最優(yōu)元胞形狀的梯形夾層板的尺寸參數(shù)進(jìn)行了抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)；最后對(duì)具有相同的面板厚度和夾芯層密度的兩種波紋夾層板在低速局部沖擊和平板沖擊兩種工況下的抗撞性進(jìn)行了對(duì)比研究。本課題的研究方法對(duì)其他形式夾層板結(jié)構(gòu)的抗撞性研究具有一定的理論參考價(jià)值，研究結(jié)果對(duì)工程實(shí)際應(yīng)用中夾芯形狀和結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取具有重要的指導(dǎo)意義。 2100433B

(1)主要成分 環(huán)氧樹脂，丁腈橡膠，改性雙氰胺固化劑。

(2)性狀薄膜。

(3)性能指標(biāo)

粘接件在不同溫度的強(qiáng)度：

測試溫度/℃ 常溫 80

剪切強(qiáng)度/MPa ≥25 ≥15

管剪強(qiáng)度/(N/cm) ≥5 ≥3

主要用途：用于地鐵、準(zhǔn)高速、高速火車、豪華游艇及艦船的門、隔板、鋁合墅窩夾層結(jié)構(gòu)、裝飾外幕墻等蜂窩夾層結(jié)構(gòu)等粘接。

(4)施工工藝 固化：125℃固化2.5h，或150~C：固化1h。

(5)存儲(chǔ)要求 貯存在陰涼通風(fēng)燥處。