點焊鈦合金蜂窩芯平壓性能模擬研究*

王 琦,童國權,李曉青,陳 峰,馬振武,楊欽鑫

（1.南京航空航天大學機電學院，南京 210016；2,中航工業貴州飛機有限責任公司，安順 561000）

蜂窩板也稱作蜂窩夾芯板或蜂窩夾層結構板，是由上下兩層很薄的高強度面板和中間一層厚而質輕的蜂窩芯經過膠接或焊接而成，其結構如圖1所示。

一般情況下，中間蜂窩芯層的高度會比面板的厚度高幾倍至幾十倍，因此，蜂窩夾層板具有相對較低的密度[1]。金屬蜂窩板的制作材料主要有碳鋼、鋁、高溫合金、鈦合金等。隨著航空航天技術的發展，鈦合金的低密度，高比強度，耐腐蝕和耐熱等優良特性，使其在航空領域的應用越來越廣泛[2]。蜂窩板的特殊結構形式結合鈦合金的優良特性，使鈦合金蜂窩板的性能得到進一步的發揮，與其他材料制作的蜂窩板相比，鈦合金蜂窩板具有不可比擬的優勢。

圖1 蜂窩板結構示意圖Fig.1 Structure diagram of honeycomb panel

目前，國內外對蜂窩板的研究主要集中在理論分析和力學性能試驗等方面。Gibson和Ashby[3]等最早采用梁模型對蜂窩結構的準靜態壓縮過程進行了研究，總結靜態壓縮過程中蜂窩結構的變形模式和失穩及破壞現象。Kobayshsi等[4]采用不同的加載速度對蜂窩板進行平壓試驗，發現平壓極限強度隨著加載速度的增大而增大。Kyriakids[5]從試驗和數值模擬的角度研究了鋁蜂窩在單向受壓過程中的宏觀變形和塑性失穩，得到與試驗現象較為符合的模擬結果。楊宇[6]利用釬焊法制備了高溫合金蜂窩板，并從理論、試驗和有限元3個方面對蜂窩板的側壓和彎曲力學性能進行了研究分析。……