Z-pin增强泡沫夹层结构的弯曲性能

摘要

泡沫夹层结构不但具有良好的阻尼、传热特性，而且能够克服传统蜂窝夹层结构的"电报效应"和抗潮湿环境能力弱等诸多缺陷。但泡沫芯材力学性能较差，没有足够的强度和刚度承担面板传来的剪切和压缩载荷。本文通过碳纤维Z-pin增强Rohacell71WF泡沫夹层结构的弯曲试验，研究这种新型轻质材料在三点弯曲载荷下的力学响应与破坏机理，与相同批次和尺寸的未增强泡沫夹层复合材料进行比较，考察横向Z-pin的增强作用。在此基础上，提出采用树脂Z-pin进行横向增强的方法，并初步考察其增强效果．试验结果表明，两种Z-pin增强都能大幅提高泡沫夹层结构的弯曲强度和刚度，同时横向Z-pin的存在会阻止泡沫中裂纹的不稳定扩展．虽然树脂Z-pin的增强效果弱于碳纤维，但其工艺简单、造价低廉，并可通过增加Z-pin密度等方式来强化其增强作用。