整體縫合夾芯結構復合材料力學性能*

曾竟成，魏凱耀，杜　剛，楊金水，鞠　蘇

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙　410073)

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整體縫合夾芯結構復合材料力學性能*

曾竟成，魏凱耀，杜剛，楊金水，鞠蘇

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙410073)

摘要：所設計的新型整體縫合泡沫夾芯復合材料結構，能夠避免一般斜縫方式引起纖維交叉損壞的弊端。采用真空導入模塑工藝制備整體縫合泡沫夾芯結構復合材料，研究縫合結構、縫合方式以及縫合紗線用量對整體縫合泡沫夾芯復合材料平壓力學性能和彎曲性能的影響。結果表明，新型縫合結構在保證平壓力學性能的同時，相比于垂直縫合結構彎曲破壞載荷提高了94.4%；穿透縫合方式能夠顯著提高試樣的平壓強度和彎曲破壞載荷；隨著縫合紗線用量的增加，整體縫合泡沫夾芯復合材料的壓縮和彎曲性能顯著提高。

關鍵詞：夾芯結構；縫合；復合材料；平壓性能；彎曲性能

夾層結構是由上下兩層面板與輕質的芯材組成，面板采用高性能的復合材料，芯材為輕質的泡沫、蜂窩材料等。輕質材料使面板遠離中性面，使得夾芯結構具有優異的彎曲性能[1]。面芯結合是夾芯結構的薄弱部分，容易分層破壞。同時由于芯材力學性能較差，夾芯結構的平壓力學性能較弱[2-4]。利用纖維紗線，按照一定的排布，將干態的上下面板與泡沫芯材縫合在一起，形成整體結構，然后采用真空導入模塑工藝(Vacuum Infusion Molding Process,VIMP)制備整體縫合夾芯結構復合材料[5]。其中縫合紗線在樹脂固化之后形成承力柱，能夠有效增強夾芯結構面芯連接和提高結構的Z向力學性能。……