X-Cor泡沫夹层结构侧压性能实验研究

摘要

泡沫夹层结构广泛应用于航空航天以及交通运输等领域，能够以最小的结构质量提供最大的刚度，并且具有隔音、隔热等功能。但是与蜂窝夹层结构相比，泡沫夹层结构的抗压、抗剪切性能较差．为了解决上述问题，本文采用碳纤维/环氧树脂制备了直径为1.0mm的增强针pin，并以“X”桁架的形式植入泡沫芯材，将上下面板连接，成为新型的Z-pin增强泡沫夹层结构，即X-Cor。以侧压性能为指标，实验研究了Z-pin对泡沫夹层结构的增强作用，考察了Z-pin的植入密度、植入角度、X桁架的取向以及夹层结构面板厚度对X-Cor侧压性能的影响规律。研究发现，在芯材厚度不变的情况下，面板厚度对侧压强度和比强度影响最大，而Z-pin植入角度影响最小;随面板厚度的增大，侧压强度逐渐增大，比强度先增大后减小;X桁架沿夹层结构主承力方向取向有利于侧压强度和比强度的提高。结果表明，X-Cor具有突出的抗压性能，且可设计性强，有望替代传统蜂窝或泡沫夹层结构应用于飞行器承力构件。