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閉孔泡沫鋁夾層結(jié)構(gòu)耐撞性研究(五)

日期:25-04-25     時(shí)間:03:33 來源: 益榮金屬

閉孔泡沫鋁夾層結(jié)構(gòu)耐撞性研究(五)


泡沫鋁夾層結(jié)構(gòu)準(zhǔn)靜態(tài)彎曲性能研究(2

2.2實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及方法介紹

2.2.1實(shí)驗(yàn)試件

本研究所用到的夾層結(jié)構(gòu)為單芯層平面夾層結(jié)構(gòu),即夾層結(jié)構(gòu)由兩個(gè)面板、一個(gè)完整的芯層和兩層用于連接每個(gè)面板與芯層之間的膠膜組成。本研究中所有的夾層結(jié)構(gòu)試件的面板材料為三種材料中的一種,即為鋁合金(A?6061)、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 (CFRP)和玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(GFRP),芯層為閉孔泡沫鋁材料,面板與芯層之間用膠膜LOCTITE EA9628 AERO固結(jié)。本研究中所涉及的試樣具體制作方式如下:首先,需要說明的是,鋁合金夾層結(jié)構(gòu)與纖維增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)(面板為碳纖維與玻璃纖維)在制作過程中存在一定的差別;對(duì)于鋁合金夾層結(jié)構(gòu)而言,首先需要將尺寸為300×300mm2的面板和泡沫芯層打磨,然后用丙酮對(duì)打磨后的面板和芯層進(jìn)行清理,去除碎屑和殘?jiān)僖来螌X合金面板、泡沫芯層和膠膜按順序鋪好;對(duì)于纖維增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)而言,不存在將面板打磨這一步,只需要將打磨并清理干凈的芯層與一定層數(shù)的纖維增強(qiáng)預(yù)浸料以及膠膜按順序鋪好;最后將整塊夾層板(無論是面板為鋁合金還是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)放入熱壓機(jī)中,保持一定的壓力,加熱40分鐘溫度升至150℃,將溫度保持在150℃持續(xù)保溫30分鐘,最后通過水冷方式將固化成型的泡沫夾層結(jié)構(gòu)冷卻至室溫。根據(jù)夾層結(jié)構(gòu)彎曲試驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),試件在寬度方向的長度要保證在四個(gè)胞孔以上,才能保證較好的重復(fù)性,因此本章所有試件的寬度取40mm;此外,本章所涉及到的夾層結(jié)構(gòu)彎曲試驗(yàn)均在120mm的跨距下實(shí)施,故試件在長度方向的尺寸取180mm。

對(duì)鋁合金泡沫夾層結(jié)構(gòu)(面板材料為 A16061)而言,研究了泡沫鋁夾層結(jié)構(gòu)不同面板厚度、不同芯層高度以及不同芯層密度對(duì)其行為響應(yīng)和耐撞性能的影響;而對(duì)纖維增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)(面板材料為CFRP和GFRP)而言,僅研究了面板厚度對(duì)其行為響應(yīng)和耐撞性能的影響。需要特別說明的是,纖維增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)的面板厚度是按制成纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的預(yù)浸料層數(shù)計(jì)算,即采用纖維增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)的上面板或者下面板預(yù)浸料分別為4、6和8層,厚度約為1mm1.5mm2mm。

此外,碳纖維增強(qiáng)預(yù)浸料和玻璃纖維增強(qiáng)預(yù)浸料具有相同的密度,這就排除了在研究不同面板材料時(shí),兩種復(fù)合材料面板的質(zhì)量對(duì)夾層結(jié)構(gòu)性能的影響。本章試驗(yàn)所用到夾層結(jié)構(gòu)的編號(hào)及參數(shù)如表2.1所示。


2.1夾層結(jié)構(gòu)三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)試件編號(hào)及尺寸

試件編號(hào)

面板材料

面板厚度

平均芯層高度(mm

平均芯層密(g/cm3)

質(zhì)量(g)

Al-F1

A16061

1.0mm 15 0.45 94

Al-F1.5

A16061

2.0mm 15 0.45 110

Al-H1.5

A16061

1.5mm

15

0.45

132

A1-H10

A16061

1.5mm 10 0.45

96

Al-H15

A16061

1.5mm 15 0.45 110

Al-H20

A16061

1.5mm 20 0.45 132

AL-D25

A16061

1.5mm 15 0.25
99

AL-D45

A16061

1.5mm 15
0.45
110
AL-D65 A16061
1.5mm 15 0.65 140
CF-F1 CFRP
4層 15 0.45 78
CF-F1.5 CFRP
6層 15 0.45 84

CF-F2

CFRP

8 15
0.45
102

GF-F1

CFRP

4 15
0.45
74

GF-F1.5

CFRP

6 15
0.45
89

GF-F2

CFRP

8 15
0.45
94


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