复合材料面板加筋点阵夹芯结构设计及力学行为研究

摘要

复合材料点阵夹芯结构兼具高比强度、比刚度和吸能、抗冲击等多功能优势，在航空航天领域有着广阔的应用前景。本论文设计并制备了面板加筋点阵夹芯结构，对其力学性能开展了的研究工作。
　　第一章介绍了本论文研究目的及意义以及内容安排，重点分析了国内外关于复合材料金字塔点阵夹芯结构的研究现状。
　　第二章通过对金字塔点阵进行改进，设计了三种面板加筋点阵夹心结构。采用精雕机切割-嵌锁工艺实现了三种面板加筋点阵夹芯结构的制备。此外，本章测试了T300平纹碳纤维复合材料基本性能。
　　第三章对面板加筋点阵夹芯结构开展了平压力学性能理论和实验的研究工作。基于欧拉-伯努利梁理论，推导了结构平压等效刚度和强度理论预报公式。为了揭示结构失效与尺寸的内在联系，基于理论模型绘制了结构在平压载荷下的二维和三维失效机制图。设计了相应的试验件，揭示了结构杆件屈曲和杆件断裂失效模式，验证了理论模型和失效机制图的准确性。最后，本章基于面板加筋点阵夹心结构平压实验结果，对结构平压承载效率和准静态吸能效率进行了评价。
　　第四章系统研究了三种面板加筋点阵夹芯结构的面外剪切力学性能。考虑主要的失效模式，对结构剪切等效刚度、强度进行了理论预报，并绘制出在剪切载荷下，结构二维和三维失效机制图。对金字塔点阵夹芯结构和三种面板加筋点阵夹芯结构分别进行剪切实验，揭示了结构屈曲和面芯脱粘失效模式。通过对比分析剪切实验结果，发现面板加筋点阵结构能显著提高结构面芯粘接强度。

目录

第1章 绪 论

1.1目的及意义

1.2 复合材料金字塔点阵夹芯结构研究现状

1.3本课题研究内容

第2章 复合材料面板加筋点阵夹芯结构设计及制备

2.1引言

2.2 面板加筋点阵夹芯结构构型设计

2.3 碳纤维复合材料面板加筋点阵夹芯结构制备

2.4 T300 3K平纹碳纤维复合材料力学性能测试

2.5 本章小结

第3章 复合材料面板加筋点阵夹芯结构的平压力学性能研究

3.1 引言

3.2面板加筋点阵夹芯结构平压力学性能理论研究

3.3 面板加筋点阵夹芯结构平压力学性能试验研究

3.4 小结

第4章 复合材料面板加筋点阵夹芯结构的面外剪切力学性能研究

4.1 引言

4.2 面板加筋点阵夹芯结构剪切力学性能理论研究

4.3 面板加筋点阵夹芯结构剪切力学性能实验研究

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢