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《中国力学大会论文集(CCTAM 2019)》2019年
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碳纤维复合材料梯度点阵结构弯曲强度及失效行为研究

孙洋  果立成  王天舒  
【摘要】:轻质夹芯结构被广泛的应用于航空航天领域,为了进一步提高结构的承载效率,国内外学者将梯度概念引入蜂窝夹芯板中。点阵结构由于轻量化和多功能一体化的特点,相较于传统的封闭性夹芯,在航空航天领域拥有更广泛的应用前景,目前对梯度点阵结构的力学性能缺乏系统的研究。本文以点阵结构夹芯杆宽度和倾角为对象,分别设计了沿X和Y方向梯度变化的点阵结构,并引入梯度变化率来描述梯度变化。针对碳纤维复合材料点阵结构制备工艺中存在的问题,采用改进的切割-模压的方法制备了碳纤维复合材料点阵结构,通过实验测量了点阵结构在三点弯曲载荷下的力学性能。采用基于Hashin准则的三维渐进损伤模型,对碳纤维复合材料梯度点阵结构的抗弯强度进行了理论预报,系统的分析了梯度设计对点阵结构抗弯强度及失效模式的影响。结果表明,梯度设计对点阵结构的强度和失效模式影响显著,合理的梯度设计能有效提高碳纤维复合材料点阵结构的弯曲强度;沿X方向的梯度点阵结构主要失效模式是夹芯杆压溃失效,沿Y方向的梯度点阵结构主要失效模式是上面板皱曲,因此沿X方向的梯度设计能更有效的提高点阵结构的抗弯强度。
【作者单位】:哈尔滨工业大学
【分类号】:V25;TB33

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【参考文献】
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【共引文献】
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