玻璃钢蜂窝夹层复合材料抗爆性能研究
蜂窝夹层结构复合材料应用研究进展
蜂窝夹层结构复合材料应用研究进展作者：王莹来源：《科技创新与应用》2014年第13期摘要：文章对铝蜂窝芯、芳纶纸蜂窝芯及其复合材料在制造工艺方面的研究成果进行分析，对蜂窝夹层结构复合材料的研究方向提出了一些建议。
蜂窝夹层结构复合材料具有非常的隔音、隔热以及耐老化和抗冲击性能，因此，在应用发展方面效果将非常好，对其应用研究进行分析，能够提出更好的建议。
关键词：铝蜂窝；芳纶纸蜂窝；复合材料；力学性能引言蜂窝夹层结构复合材料在使用方面具有很好的性能，其具有比较好的强度，同时，抗冲击性能很好，在使用方面能够进行很好的设计，因此，在目前得到了非常广泛的应用，尤其在航空航天领域。
蜂窝夹层结构的性能优越性使其成为了很多领域中无法替代的结构材料。
早期的蜂窝夹层结构复合材料的芯材都是金属芯材，但是，随着科技的不断发展，在芯材方面发生了很大的改变，发展成为了纤维性很强的树脂蜂窝。
目前，蜂窝夹层结构复合材料是出现了很多种，其中，玻璃钢夹层结构复合材料在应用范围和研究方面是发展最好的。
很多的研究人员对玻璃钢夹层结构复合材料的性能进行了更好的研究，而且比较深入，对其在力学、隔音、隔热、以及抗冲击性能方面都做了比较好的分析。
蜂窝夹层结构复合材料的性能主要由蜂窝芯的材料性能决定，蜂窝芯材的高度、材质、密度以及形状都对蜂窝夹层结构复合材料的性能有很大影响。
研究人员对蜂窝夹层结构复合材料做了大量的研究，对其以后的应用和发展非常有利。
1 铝蜂窝夹层结构铝蜂窝芯材只要利用铝箔来实现不同方式的胶接，然后通过拉伸形成不同规格的蜂窝，芯材的性能和铝箔的厚度以及孔格的大小有直接关系，铝蜂窝芯材能够和不同蒙皮材料进行复合，这样就形成了铝蜂窝夹层结构复合材料。
铝蜂窝夹层结构复合材料具有加高的力学性能，而且，在制造成本方面比较低。
但是，铝蜂窝夹层结构复合材料在一些特定的环境中比较容易受到腐蚀，在受到冲击以后，铝蜂窝芯材会出现永久变形的情况，会导致蜂窝芯材和蒙皮发生分离的问题，导致材料的性能降低。
蜂窝夹层结构复合材料
1.1. 夹层结构一种复合构造的板、壳结构，它的两个表面由很薄的板材做成，中间夹以较轻的夹芯层。
前者称为表板，要求强度高；后者称为夹层，要求重量轻。
第二次世界大战时，为了充分利用木材资源，英国的“蚊式”轰炸机上就采用了全木质夹层结构。
一般夹层结构用于机翼、尾翼、机身、箭体、箭头、减速板、发动机短舱、隔音装置、防火隔板等。
与薄壁结构的薄蒙皮相比，夹层板的厚度大得多，抵抗失稳能力强，重量还可减小，而且表面光滑，气动外形良好。
但它的制造工艺复杂，工艺质量又不易检验，所以应用受到限制。
夹层结构表板的材料有铝合金、不锈钢、钛合金和各种复合材料。
夹层材料有轻质木材、泡沫塑料等，也可用金属材料或复合材料制成波纹板夹层或蜂窝型夹层（见蜂窝结构）。
夹层与表板一般用胶粘结在一起，也可用熔焊、焊接连接，形成整体。
在总体受力分析中，认为上、下两表板只承受表板面内的拉、压力和剪切力，不能承受弯矩和扭矩，而中间夹层只承受垂直于夹层中面的切力。
夹层结构与一般板壳结构受力分析的唯一差别在于挠度计算中除了考虑弯曲力矩产生的挠度外，还要考虑剪力的影响。
夹层结构的两表板之间距离较大，所以夹层结构的弯曲刚度比一般板壳结构大得多，失稳临界应力显著提高。
夹层结构自身不用铆钉，免除了钉孔引起的应力集中，提高了疲劳强度。
夹层结构与相邻结构的连接较为复杂，夹层本身的局部接触强度较弱，又需承受连接的集中力，因此必须妥善进行接头设计。
1.1. 类型、特点及应用类型：按面层分类：玻璃钢、金属、绝缘纸、胶合板、塑料板等按芯层分类：泡沫夹层结构、波板夹层结构、蜂窝夹层结构等。
特点：泡沫夹层结构的夹芯材料是泡沫塑料其质量轻、刚度大、保温隔热性能好。
但是强度不高蜂窝夹层结构的夹芯材料是蜂窝材料（玻璃布蜂窝、纸蜂窝、棉布蜂窝等）波板夹层结构波板夹层结构的夹芯材料是波纹板（玻璃钢波纹板、纸基波纹板和棉布波纹板）。
特点：制作简单，节省材料，但不适用于曲面形状的制品，质量轻、刚度大。
蜂窝式夹层板结构单元的防护性能分析
（ ．ｉ ｇｕＵ ｉ ｒｔ ｏ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，ｈｎｉ ｇ２２０ ，ｈｎ ； ．ｃｏｌ ｆ ａａ Ａｃ ｉｃ ｒ， １ Ｊ ｎｓ ｎｖ ｓｙ ｆ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌ ｙ Ｚ ｅｊ ｎ １０３ Ｃ ｉａ ２ Ｓｈｏ ｏ Ｎ ｖｌ ｒｈ ｅｔ ｅ ａ ｅ ｉ ｅ ｏ ａ பைடு நூலகம் ｔ ｕ Ｏ ｅｎ ａｄＣｖ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ａｇ ａ Ｊ ｏ ｎ ｎｖｒｉ ，ｈ ｎ ｈｉ２ ０ ３ ， ｈｎ ） ｃａ ｎ ｉｉＥ ｇ ｅｉ ，ｈ ｎ ｈ ｉ ｉ ｔ ｇＵ ｉ ｓｙ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ０ ０ Ｃ ｉａ ｌ ｎ ｎ ａｏ ｅ ｔ
关键 词 ： 舰船 结 构 ；非接 触水 下爆 炸 ； 窝式 夹层板 ；抗爆 性 能 蜂
中 图 分 类 号 ： Ｕ ６ ． ６ １４ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １７ ７ ４ （ ０ ８ ０ ０ ０ ０ ＤＯＩ１ ． ４ ４ ｊｉ ｎ １ ７ ７ ４ ．０ ８ ０ ． ２ ６ ２— ６ ９ ２ ０ ）６— １８— ６ ：０ ３ ０ ／．ｓ ． ６ ２— ６ ９ ２ ０ ． ６ ０ ２ ｓ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｎ ｉｓ ｏ ｋ ｃ ｐ ｃｔ ｆｓ ｕａ ｅ ｈｏ ｅ ｃ ｍ ｂ ｓ ｎｄ ｉｈ ｐｌ ｎ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｅ ａ ｔ－ｈ ｃ ａ ａ ｉｙ ｏ ｑ ｒ ｎ ｙ ｏ ａ ｗ ｃ ａ ｅ
ＺＨＡＮＧ ｎ ｃ ａ ｇ ，ＧＵ ｉ １ｎ Ｙａ ． ｈ ｎ Ｊｎ．ａ ，Ｗ ＡＮＧ —ｉ Ｚｉｌ
摘 要 ： 基于某舰船的船底板架， 设计出了四边形蜂窝夹层板结构单元， 比较分析了船底板架、 等效平板、 夹
层板在典型工况 （ 炸药 量 ５ ０ｋ ， 距 １ 水 下 爆 炸 冲击 波 载 荷 作 用 下 的损 伤 变 形 、 构 位 移 、 能 及 运 动 响 应 ， ０ ｇ爆 ５ｍ） 结 吸 同 时 对 比分 析 不 同 冲击 因子 下 ３种 结 构 的 防 护 性 能 。分 析 表 明 ， 层 板 在 水 下 冲 击 波 作 用 下 的最 大 变 形 是 船 底 板 架 的 夹 ２ ３～１３处 ， 定 程 度 上 改 善 了冲 击 环 境 ， 有 优 越 的 防护 性 能 。 ／ ／ 一 具
复合材料蜂窝夹层结构的优化设计
复合材料蜂窝夹层结构的优化设计摘要本文主要探讨了复合材料蜂窝夹层结构的优化设计方法。
首先介绍了蜂窝夹层结构的优点和应用领域，接着分析了其存在的问题和挑战。
然后，针对这些问题，提出了一系列优化设计方法，包括材料选取、蜂窝结构设计和界面优化等方面。
最后，通过具体案例分析，验证了所提出的优化设计方法的有效性。
1. 引言复合材料蜂窝夹层结构是一种在航空航天、汽车、建筑等领域广泛应用的先进结构材料。
其由两层面板夹持着一个蜂窝状的中间层，形成轻质且高强度的结构。
蜂窝夹层结构具有优异的性能，如高比强度、高比刚度、吸能能力强等，在许多领域都有广泛的应用。
2. 优点和应用领域蜂窝夹层结构具有以下几个优点： 1. 轻质高强度：蜂窝夹层结构由轻质面板和中间的蜂窝状结构组成，使其具有较小的自重和较高的强度。
2. 吸能能力强：蜂窝夹层结构中的蜂窝层具有吸能能力，能够有效地吸收冲击能量，提高结构的抗冲击性能。
3. 隔热隔音：蜂窝夹层结构中的蜂窝层具有较好的隔热隔音性能，适用于一些需要绝热隔音的场合。
蜂窝夹层结构广泛应用于以下几个领域： - 航空航天领域：蜂窝夹层结构在飞机、航天器等领域中被广泛使用，能够提高载荷能力和提高飞行性能。
- 汽车领域：蜂窝夹层结构可以用于汽车车身、底盘等部件，提高汽车的强度和安全性能。
-建筑领域：蜂窝夹层结构可以用于建筑的外立面、屋顶等部件，具有较好的隔热隔音效果。
3. 问题和挑战尽管蜂窝夹层结构具有许多优点，但仍然存在一些问题和挑战： 1. 材料选取：蜂窝夹层结构的性能与所选用的材料密切相关，如何选择合适的材料成为优化设计的重要问题。
2. 蜂窝结构设计：蜂窝夹层结构的性能也与其内部的蜂窝结构密切相关，如何设计合理的蜂窝结构是优化设计的关键。
3. 界面优化：蜂窝夹层结构中各层面板和蜂窝层之间的界面连接也对其性能产生影响，需要进行界面优化。
4. 优化设计方法针对以上问题和挑战，可以采取以下优化设计方法来提升蜂窝夹层结构的性能：4.1 材料选取在进行蜂窝夹层结构的设计时，需要选择合适的材料。
复合材料蜂窝夹层结构的总体稳定性研究
复合材料蜂窝夹层结构的总体稳定性研究摘要：蜂窝夹芯板是一种典型的复合材料结构，由两块高强度、高刚度的薄面板和低密度、低刚度、低强度的厚芯板组成。
由于其高比强度、比刚度和较好的隔热、隔振、抗冲击等优点，成为航空航天不可缺少的材料之一。
当前，在型号研制中，蜂窝夹层结构已成功地应用于飞机的翼面、舵面、地板、雷达罩及整流罩。
复合材料蜂窝夹层结构在压、剪载荷作用下的的主要失效模式可分为局部失效和总体失稳两大类，局部失效主要包括面板失效、蜂窝失效和界面失效等。
关键词：蜂窝夹层结构；总体稳定性；有限元；用两种有限元模型和工程方法分别对复合材料蜂窝夹层结构在压缩、剪切载荷作用下的总体稳定性进行了计算，根据各计算结果与试验结果进行了对比分析。
结果表明：对于承受压缩载荷的结构，采用工程计算法能够较好的预估结构的屈曲临界载荷，而对于承受剪切载荷的结构，采用三维有限元法能较好的计算结构的屈曲载荷。
一、试验1.试验件。
试验件分为压缩试验件和剪切试验件两类。
试验件单向带材料为CCF300/BA9916-II，织物的材料为CF3031-BA9916-II，蜂窝芯子的材料为NRH-2-48。
压缩试验件尺寸为720mm638mm，端部36mm进行灌胶处理并将蒙皮加厚作为夹持端，蜂窝芯子处面板铺层为[(±45°)/0/(±45°)]，在试验件两侧边10mm区域进行灌胶处理，蜂窝芯子的厚度为8mm。
剪切试验件为正方形，边长为850mm，蜂窝芯子处面板铺层为[(±45°)/0/(±45°)]，试验件的侧边处过渡为层压板结构并进行局部加厚作为试验件的夹持端。
2.试验过程。
对压缩试验件，试验时需设计压缩试验夹具以实现对试验件提供轴向压缩加载，设计时需要2套夹具，一套用来夹持试验件的端部，便于载荷的施加，同时也对试验件的端部提供支持，一套用来夹持试验件的侧边，对试验件的侧边提供支持。
复合材料蜂窝夹芯板仿真技术研究
复合材料蜂窝夹芯板仿真技术研究随着航空航天工业的迅猛发展，高性能轻量材料正逐步取代传统重量材料，成为未来高端品质产品的主要基础。
在高速发展的该领域中，复合材料因其轻质、高刚度、高强度、耐腐蚀性好等特点备受瞩目。
复合材料蜂窝夹芯板是一种新型高性能复合材料，具有重量轻、刚度高、强度大等特点，广泛应用于航空、航天、车辆、轨道交通、建筑等领域。
在实际应用过程中，需要对复合材料蜂窝夹芯板进行仿真研究，以评估其性能和模拟实际工作环境。
本文主要针对复合材料蜂窝夹芯板的仿真技术进行研究和分析。
首先，介绍了复合材料的基本结构和性质，并详细描述了蜂窝夹芯板的结构和特点。
其次，通过有限元分析(FEA)软件对蜂窝夹芯板进行了力学仿真研究，结合实际工况，分析了不同荷载条件下板件的应力和变形情况。
最后，根据仿真结果，对复合材料蜂窝夹芯板的结构优化和设计提出了建议。
复合材料的基本结构和性质复合材料是由两种或两种以上的不同材料通过化学或物理方法组成的一种材料。
其主要特点是具有优异的力学性能，包括高强度、高刚度、高韧性和良好的耐划伤和耐磨性。
复合材料的基本结构由增强材料和基体材料两部分组成，通常增强材料是纤维和颗粒，基体材料常常是聚合物。
复合材料的性能取决于增强材料和基体材料的选择和配比。
常用的增强材料有碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，基体材料可选用聚酰胺、环氧树脂、聚酯等。
蜂窝夹芯板的结构和特点蜂窝夹芯板是由两个毗邻的面层、两个夹层和一个中间的蜂窝结构组成的板材结构，通常由钢、铝、碳纤维等材料制成。
该结构的特点是在保证强度和刚度的情况下降低了整个结构的重量，使得其在航空航天、交通运输等领域被广泛应用。
FEA仿真研究有限元分析是一种常用的结构力学仿真方法，是通过计算机模拟结构的力学行为，包括应力、应变和变形等特性。
有限元分析软件较为流行的包括ANSYS、ABAQUS等。
在复合材料蜂窝夹芯板的研究中，采用ANSYS软件进行应力仿真分析。
蜂窝式夹层板耐撞性能研究
Ａ ｓ ａｔ ｈ Ｓ （ ｏｅｃｍ ａ ｄ ｉｈｐ ｅ）ｃｎｐｏｉｅ ｎｅｃｌ ｎ ｍ ｃ ａ ｉ ｌ ｅｆ ｍ ｎ ｅ ｆ ｉ ｔ ｂｔ ｃ ：Ｔ ｅＨ Ｐ ｈｎ ｙｏ ｂｓｎ ｗ ｃ ａ １ ａ ｒｖ ｅｌ ｔ ｅｈｎｃ ｒ ｒ ａｃ ｇ ｒ ｉ ｒ ｎ ｄａ ｘ ｅ ａｐ ｏ ｏ ｈ ｈ ａｏ
ｕｎ ｒ Ｌａ ｅ ａ ｎ ｍ ｉ ａ ｄｅ ｔ ｒ ｌＤｙ ａ ｃ Ｌｏ ｄ
ＺＨＡＮＧ ａ ｃ ａ ｇ，ＷＡＮＧ ｌ Ｙ ｎｈ ｎ Ｚｉｉ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ａａ Ａ ｃ ｉ ｃｕｅａ ｄＯ ｅｎ Ｅ ｇ ， ｉｎ ｓ ｎｖｒｉ ｉ ｃ ｄ Ｔ ｃ ｎｌｇ ， ｈｎｉｎ ｉ ｇｕ２ ２ ０ ， ｈｎ ） Ｓ ｈｏ ｖ ｌ ｒｈｔ ｔｒ ｎ ｃ ａ ｎ ． Ｊａ ｇｕ Ｕ ｉ ｓ ｙｏ Ｓ ｅ ｅａ ｅ ｈ ｏｏｙ Ｚ ｅ ｊ ｇ ａ ｓ １０ ３ Ｃ ｉａ ｏＮ ｅ ｅ ｔｆｃ ｎ ｎ ａ Ｊｎ
关键词 ： 蜂窝 式 夹层 板 ； 撞 ； 撞 性 ；能 量 吸 收 碰 耐 中 图分 类号 ： ６ １４ Ｕ ６ ．３ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ａ ｈ ｏ ｔ ｉ ｓ ｆＨｏ ｅ ｃ ｍ ｂ Ｓ ｎ ｔ ｄ ｎ Ｃｒ ｓ ｗ ｒ ｈ ｎｅ ｓｏ ｎ ｙ ｏ ａ ｄｗｉｈ Ｐａ ｅ ｃ ｎ ｌ
维普资讯
第２ １卷 第 ３期
２０ ０ ７年 ６月
江 苏 科 技 大 学 学 报 （自然 科 学 版 ）
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｉｎ ｓ ｎ ｖ ｒｉ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｇ （ ａ ｒｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒａ ｏ ａ ｇｕ Ｕ ｉｅｓ ｙ ｏ ｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｎ ｔ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｉ Ｊ ｔ Ｓ ｏ ｕ ｅ ｔｎ
双层串联蜂窝夹芯复合材料板的抗高速冲击性能研究
河南科技Henan Science and Technology 化工与材料工程总第810期第16期2023年8月双层串联蜂窝夹芯复合材料板的抗高速冲击性能研究杨中陈涛徐志洪（南京理工大学，江苏南京210000）摘要：【目的】研究双层串联蜂窝夹芯复合材料板的抗高速冲击性能。
【方法】采用Abaqus有限元分析和试验方法，以两种不同材料（玻璃纤维、凯夫拉）分别作为蒙皮的双层串联蜂窝夹芯材料为研究对象，对立方块形破片冲击靶材进行动态过程数值仿真，并与试验结果进行比对分析。
【结果】通过研究，得出这两类材料的破片穿透的极限速度及各部分的能量衰减情况。
【结论】关于吸能占比，表面蒙皮的抗冲击性能最强，背面蒙皮最弱。
关键词：双层串联蜂窝；复合材料；高速冲击；有限元建模中图分类号：TB33文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）16-0087-05 DOI：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.16.018Research on the Performance of High-Speed Impact Resistance ofDouble-Layer Tandem Honeycomb Sandwich Composite PanelsYANG Zhong CHEN Tao XU Zhihong(Nanjing University of Science and Technology,Nanjing210000,China)Abstract:[Purposes]This paper aims to investigate the high speed impact resistance of double-layer tandem honeycomb sandwich composite panels.[Methods]The paper used Abaqus finite element analy⁃sis and experimental methods to numerically simulate the dynamic processes and compare them with the experimental results for the cube fragments impact targets using glass fiber(GFRP)and Kevlar as the skin of the double-layer tandem honeycomb sandwich composites,respectively.[Findings]Through re⁃search,the limiting velocity of fragment penetration and the energy decay of each part of these two types of materials were obtained.[Conclusions]As for the energy absorption ratio,the strongest impact resis⁃tance offirst layer of skin and the weakest of the back skin.Keywords:double-layer tandem honeycomb;composite materials;high-speed impact;finite element modeling0引言天线罩作为雷达系统的重要组成部分，是雷达的电磁窗口，也是用于保护天线或雷达系统的“防护眼镜”。
方孔蜂窝夹层板在爆炸载荷下的吸能特性
板最大变形 的比较 ， 得出了最优的夹芯层相 对密度。在此 相对 密度下 ， 夹芯层 吸能率最高 ， 下面板变形 最小 ， 层板 的抗 夹
冲击性能最优 。同时还讨论 了夹层板芯层薄壁间距 、 厚度 、 高度 以及面板厚度对其各部分吸能率的影响 ， 以得到最优化 的
ｏ ｔｍａ ａ ｄ ｃ ａｅ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｐ ｉ ｌｓ ｎ ｗｉ ｈ ｐｌｔ ｔｕ ｔ ｒ ．
Ｋｅ ｒ ｓ： ｓ ｎｄ ｃ ｌ ｔｓ；ｂ ａ ｔｌａ ｉ ｇ；ｅ ｅ ｇ ｂｓ ｒ ｔ ｎ；ｆｎｔ ｌｍｅ ｔｓｍｕ ａｉ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ａ ｗｉｈ ｐ ａ ｅ ｌ ｓ ｏ ｄ ｎ ｎ ｒｙ ａ ｏ ｉ ｐ ｏ ｉ ｉ ｅ ｅ ｎ ｉ ｌｔｏ ｅ
夹层板具有优越的力学性能 ， 并凭借其质量轻、 吸
能效率高 等优点 ， 广泛 应用 于航 空航 天 、 被 高速 列车 、 汽 车、 快艇等交 通运输系统 中¨ 。近年来 ， Ｊ 夹层 结构在 抵 抗爆炸 等 冲击 载荷 方 面 开展 的研究 越 来 越 多 。张 旭 红 等 对夹层板 在 爆 炸载 荷 作用 下 的变形 和 失效 模 式 进
振
动
与
冲
击
第３ ｌ卷第 １ ７期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲＡＴ ＯＮ ＡＮＤ ＨＯＣＫ Ｉ Ｓ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
方 孔 蜂 窝 夹 层 板 在 爆 炸 载 荷 下 的 吸 能 特 性
邓 磊 ，王安稳 ，毛柳伟 ，李魁彬
（ 军工程大学 理学 院， 海 武汉 ４０３ ） ３０ ３
摘 要 ：通过有限元数值模拟方法， 对方孔蜂窝夹层板在爆炸冲击载荷下的变形机理和吸能特性进行了分析。在
复合材料蜂窝夹层结构的优化设计
复合材料蜂窝夹层结构的优化设计一、引言复合材料蜂窝夹层结构是一种新型的轻质高强材料结构，其具有优异的力学性能和重量比。
因此，在航空航天、汽车、船舶等领域中得到广泛应用。
本文将对复合材料蜂窝夹层结构的优化设计进行探讨。
二、复合材料蜂窝夹层结构的组成复合材料蜂窝夹层结构由三部分组成：面板、蜂窝芯和面板。
其中，面板是由复合材料制成的，通常采用碳纤维或玻璃纤维增强塑料；蜂窝芯是由铝或塑料等轻质材料制成，具有良好的抗压性能；最后一层面板与第一层面板相同。
三、复合材料蜂窝夹层结构的力学性能1. 抗弯强度高：由于采用了轻质高强度的蜂窝芯，使得该结构在承受外力时能够有效地抵抗弯曲变形。
2. 抗压性好：由于采用了铝或塑料等轻质材料作为蜂窝芯，使得该结构在承受外力时能够有效地抵抗压缩变形。
3. 重量轻：由于采用了轻质材料和蜂窝结构，使得该结构的重量比传统材料结构降低了约50%。
4. 热膨胀系数低：由于面板和蜂窝芯的热膨胀系数不同，因此在温度变化时不易发生破裂和变形。
四、复合材料蜂窝夹层结构的优化设计1. 面板厚度的优化设计：面板厚度对复合材料蜂窝夹层结构的强度和重量有着较大的影响。
一般来说，面板越厚，强度越高，但重量也会相应增加。
因此，在优化设计中需要根据具体使用场景和要求选择合适的面板厚度。
2. 蜂窝芯密度的优化设计：蜂窝芯密度对复合材料蜂窝夹层结构的强度和重量也有着较大的影响。
一般来说，密度越小，重量越轻，但强度也会相应减弱。
因此，在优化设计中需要根据具体使用场景和要求选择合适的蜂窝芯密度。
3. 面板和蜂窝芯的材料选择：面板和蜂窝芯的材料选择也是影响复合材料蜂窝夹层结构性能的重要因素。
一般来说，面板采用碳纤维或玻璃纤维增强塑料，而蜂窝芯则采用铝或塑料等轻质材料。
4. 夹层结构的优化设计：夹层结构的优化设计也是影响复合材料蜂窝夹层结构性能的重要因素。
一般来说，采用对称夹层结构可以使得该结构在承受外力时具有更好的抗弯强度和抗压性能。
蜂窝夹层结构复合材料应用研究进展
蜂窝夹层结构复合材料应用研究进展摘要：蜂窝夹层结构复合材料在使用方面具有很好的性能，其具有比较好的强度，同时，抗冲击性能很好，在使用方面能够进行很好的设计，因此，在目前得到了非常广泛的应用，尤其在航空航天领域。
蜂窝夹层结构的性能优越性使其成为了很多领域中无法替代的结构材料。
早期的蜂窝夹层结构复合材料的芯材都是金属芯材，但是，随着科技的不断发展，在芯材方面发生了很大的改变，发展成为了纤维性很强的树脂蜂窝。
目前，蜂窝夹层结构复合材料是出现了很多种，其中，蜂窝夹层结构复合材料在应用范围和研究方面是发展最好的。
关键词：蜂窝；夹层结构；应用蜂窝夹层结构复合材料因其具有比强度高、抗冲击性能好、减振、透微波、可设计性强等优点，目前已经被广泛应用，特别是航空航天领域，蜂窝夹层结构以其优越的性能成为该领域不可缺少的结构材料之一。
早期的蜂窝夹层结构复合材料芯材大多数为金属芯材，随后出现了纸蜂窝夹层结构复合材料以及纤维增强树脂蜂窝等蜂窝芯材。
目前的蜂窝夹层结构复合材料主要分为铝蜂窝夹层结构复合材料、Nomex 纸蜂窝夹层结构复合材料、玻璃钢夹层结构复合材料、棉布蜂窝夹层结构复合材料等，其中玻璃钢夹层结构复合材料已得到广泛的研究和应用。
一、蜂窝夹层结构性能分析蜂窝夹层结构不仅相对强度和相对刚度比较大，同时还具有如下性能特点：（1）密度小：由于蜂窝芯层是由许多相互毗连的空心蜂窝单元组成，其实体蜂窝壁的所占体积较小，因此蜂窝夹层结构的密度也比较小。
（2）良好的平整度和刚性：蜂窝夹层结构在受外力作用时，由于每个蜂窝单元周围存在六个蜂窝单元相互牵制和作用，使其受载能力更强，因此蜂窝夹层结构具有较好的平整性和刚性，即使受到很大的面外载荷，也能在一定范围内防止该结构因发生较大变形而破坏和失效。
（3）较强的减震性能：由于蜂窝芯层中存在大量充满空气的密闭空间，当其受到振动冲击时，蜂窝单元内部会产生很多内耗，可以实现一定程度的缓冲作用，从而化解振动产生的能量。
民用飞机复合材料蜂窝夹层板耐火试验研究
第19期2021年7月No.19July ，2021民用飞机复合材料蜂窝夹层板耐火试验研究余红旭，何瑞（上海飞机制造有限公司，上海201210）摘要：复合材料蜂窝夹层板是一种承载效率高且可以有效减轻重量的结构，广泛应用于民用飞机结构设计中。
根据民机适航要求，飞机结构中应用复合材料的特定区域需要满足耐火要求。
文章以复合材料蜂窝夹层板为例，开展耐火试验研究，针对耐火试验判据、试验设计、试验设备、试验步骤和试验结果进行分析，结论表明夹层板满足耐火性能要求。
本研究成果可供复合材料耐火试验分析和验证时使用。
关键词：复合材料；蜂窝夹层板；耐火；适航中图分类号：V214.1+1文献标志码：A 江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information作者简介：余红旭（1983—），男，河南南阳人，高级工程师，硕士；研究方向：大型民机适航，复合材料飞机结构设计。
引言民用飞机适航条款如CCAR25.867要求，零部件处于特定位置在热和可能发生的其他情况下完成其预定功能并经受（2000±150）℉火焰至少5min 。
国内一些技术人员从理论和实际都做了一些研究［1-3］。
根据FAA 咨询通报AC20-135要求，本文以复合材料蜂窝夹层板为研究对象，开展试验研究复合材料结构的耐火性能，为验证适航条款提供借鉴。
1试验装置1.1试验件复合材料耐火试验件尺寸为600mm×600mm 。
试验件蜂窝区铺层信息8层织物+2层单向带+蜂窝夹芯，层合板区铺层信息为11层织物+8层单向带。
织物和预浸料为标模高强碳纤维增韧环氧树脂预浸料，蜂窝夹芯为芳纶纸蜂窝芯。
试验件共3件，如图1所示，其中2件试验件蜂窝芯一侧背对火焰，另外1件试验件的蜂窝芯一侧正对火焰。
1.2试验件安装试验采用燃烧器水平方式安装，燃烧器出口端面到试验件受火面的距离为（100±10）mm ，且燃烧器中心低于试验件受试点（25±1）mm ，试验夹具四侧安装挡火板防止火焰卷入试验件背部燃烧，试验件安装示意图见图2。
蜂窝夹层结构复合材料应用研究进展
蜂窝夹层结构复合材料应用研究进展蜂窝夹层结构复合材料是一种由两个外表面之间填充蜂窝结构的材料。
它的结构不仅能够大幅度减轻重量，还能提高材料的强度和刚度。
因此，蜂窝夹层结构复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域具有广泛的应用前景。
本文将就蜂窝夹层结构复合材料的制备、性能及应用进行研究进展的述评。
蜂窝夹层结构复合材料的制备可以通过多种方法实现。
其中，最常用的方法是层压法。
该方法首先将蜂窝芯与表面层压在一起，然后通过高温和高压加热处理来实现复合材料的固化。
此外，也有一些新的制备方法被提出，如原位生长法、3D打印法等。
这些新方法使得制备蜂窝夹层结构复合材料的过程更加简单、快捷，并能够实现更复杂、多样化的结构。
蜂窝夹层结构复合材料由于其独特的结构，在力学性能方面具有较大的优势。
首先，蜂窝夹层结构能够大幅度减轻材料的重量，降低燃料消耗和减少环境污染。
其次，蜂窝夹层结构能够提高材料的强度和刚度，使其具有较好的抗冲击性能和疲劳寿命。
此外，蜂窝夹层结构还具有较好的热阻性能和声学性能。
这些优势使得蜂窝夹层结构复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。
在航空航天领域，蜂窝夹层结构复合材料被广泛应用于飞机机身、机翼、垂直尾翼等部件。
它们可以有效降低飞机的自重，提高飞机的燃料效率和载荷能力。
同时，蜂窝夹层结构复合材料还具有较好的抗冲击性能，能够有效防止碎片和撞击物对飞机造成损坏，提高飞机的安全性能。
在汽车领域，蜂窝夹层结构复合材料被应用于车身和车门等部件。
与传统材料相比，蜂窝夹层结构复合材料具有更高的强度和刚度，能够提高车辆的稳定性和安全性能。
同时，蜂窝夹层结构复合材料的轻量化特性也能够减少燃料消耗，降低车辆的碳排放，符合环保要求。
在建筑领域，蜂窝夹层结构复合材料被应用于墙体、屋顶、隔热板等部件。
其轻量化和隔热性能能够有效降低建筑物的能耗，提高建筑物的能源效率。
此外，蜂窝夹层结构复合材料还具有良好的吸声性能，可以减少噪音的传播，提高室内环境的舒适性。
蜂窝式夹层板结构单元的防护性能分析
第30卷第6期2008年12月舰 船 科 学 技 术SH I P SC I E NCE AND TEC HNOLOGY Vo.l 30,No .6Dec .,2008蜂窝式夹层板结构单元的防护性能分析张延昌1,2,顾金兰1,王自力1(1.江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;2.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海200030)摘 要: 基于某舰船的船底板架,设计出了四边形蜂窝夹层板结构单元,比较分析了船底板架、等效平板、夹层板在典型工况(炸药量500kg,爆距15m )水下爆炸冲击波载荷作用下的损伤变形、结构位移、吸能及运动响应,同时对比分析不同冲击因子下3种结构的防护性能。
分析表明,夹层板在水下冲击波作用下的最大变形是船底板架的2/3~1/3处,一定程度上改善了冲击环境,具有优越的防护性能。
关键词: 舰船结构;非接触水下爆炸;蜂窝式夹层板;抗爆性能中图分类号: U661 4 文献标识码: A文章编号: 1672-7649(2008)06-0108-06 DO I :10 3404/j issn 1672-7649 2008 06 022R esearch on the anti s hock capacity of s quare honeyco mb sand w ich planeZHANG Yan chang 1,2,GU Ji n lan 1,WANG Z i li1(1.Jiangsu Uni v ersit y of Science and Technology ,Zhen jiang 212003,Chi n a ;2.School ofNavalArch itectur e ,O cean and C ivil Eng i n eering ,Shangha i Jiaotong Un i v ersity ,Shangha i 200030,Ch i n a)Abst ract : B ased on trad itional sh i p botto m stiffened plate ,square honeyco m b sandw ich p lane w as desi g ned i n this paper .Then the defor m ati o n ,d isp lace m en,t d istortional energy and m oti o n response of three different type plate na m e l y traditional stiffened plate ,equivalent plate and square honeyco mb sandw ich plane w ere i n vestigated w ith exp l o sive w e i g ht 500kg and exp l o sion d istance 15 m.The anti shock capacity w as then further stud ied w it h d ifferent shock factors .Results show that the defor m a ti o n of square honeyco m b sandw ich plane is 2/3~1/3to the stiffened p late ,and its shock environ m ent is also been i m proved .Square honeyco m b sand w ich p lane owns a superi o r an ti shock capacity than other t w o plates .K ey words : sh i p structure ;non con tact under w ater explosi o n ;square honeyco m b core sandw ich plane ;anti shock capac ity收稿日期:2008-05-22作者简介:张延昌(1977-),男,博士研究生,讲师,主要研究方向为船舶结构强度、结构耐撞性以及舰船防护结构设计。
复合材料蜂窝夹芯板仿真技术研究
复合材料蜂窝夹芯板仿真技术研究复合材料蜂窝夹芯板是一种具有轻质、高强度、刚性好、耐腐蚀等优点的新型结构材料，广泛应用于航空航天、船舶、汽车、建筑及其他领域。
随着现代制造技术的不断进步，对复合材料蜂窝夹芯板的仿真技术研究日益受到重视。
本文将从蜂窝夹芯板的结构特点、材料特性以及仿真技术研究的现状和发展趋势等方面展开论述，以期为相关领域的研究工作提供一定的参考和借鉴。
一、蜂窝夹芯板的结构特点蜂窝夹芯板是一种由两层面板和夹层芯材组成的复合结构材料。
其结构特点主要包括以下几个方面：1. 蜂窝夹芯板的夹层芯材通常为蜂窝状结构，具有较高的压缩强度和刚性，能够有效地承受结构应力和提升整体结构的强度和刚度。
2. 面板材料通常采用玻璃钢、碳纤维复合材料等，具有良好的耐腐蚀性和高强度，可根据具体应用环境和要求进行选择。
3. 蜂窝夹芯板的结构轻质性能优异，体积强度和刚度高，能够在保证强度和刚度的前提下降低整体结构的重量。
4. 蜂窝夹芯板结构复杂，具有多层级的层次性结构，需要进行多物理场仿真分析才能全面评估其性能。
二、复合材料蜂窝夹芯板的材料特性1. 强度和刚度：复合材料蜂窝夹芯板具有良好的强度和刚度特性，能够满足不同领域的需求，如航空航天、船舶、汽车等。
2. 耐腐蚀性：复合材料蜂窝夹芯板具有良好的耐腐蚀性能，能够在恶劣的环境中长期稳定运行。
4. 成形加工性：复合材料蜂窝夹芯板可以通过模压、热压等多种成型工艺加工制备，成型加工性良好，能够满足不同结构形状的需求。
目前，复合材料蜂窝夹芯板的仿真技术研究主要集中在以下几个方面：1. 结构仿真：针对复合材料蜂窝夹芯板的结构特点和材料特性，开展多物理场的结构仿真研究，以评估其强度、刚度、疲劳性能等。
以上研究内容主要依赖于有限元分析、多物理场耦合仿真等技术手段，以提升复合材料蜂窝夹芯板的设计和制备水平。
1. 复合仿真技术：将多物理场仿真技术与人工智能、大数据等技术相结合，实现复合材料蜂窝夹芯板的全过程仿真分析和智能化优化设计。
复合材料蜂窝夹芯板仿真技术研究
复合材料蜂窝夹芯板仿真技术研究复合材料蜂窝夹芯板是一种结构独特、性能优越的新型材料，其在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域有着广泛的应用前景。
复合材料蜂窝夹芯板的设计与制造过程需要借助仿真技术来进行优化和验证，以确保其性能满足工程需求。
本文将从复合材料蜂窝夹芯板的结构特点、仿真技术研究现状和发展趋势等方面展开探讨，为相关领域的研究和应用提供参考。
一、复合材料蜂窝夹芯板的结构特点复合材料蜂窝夹芯板是由两层薄面板和中间的蜂窝夹芯组成的一种复合结构材料。
其主要结构特点包括以下几个方面：1. 质量轻：蜂窝夹芯板由于使用轻质材料，并采用蜂窝状的结构设计，使得整体重量较轻，适合用于要求重量轻的工程应用。
2. 高强度：蜂窝夹芯板的蜂窝结构能够有效地提高材料的抗压性能，使得其具有很高的强度和刚度。
3. 耐磨性：蜂窝夹芯板表面的面板材料通常采用耐磨材料，使得其具有较好的耐磨性能，适用于一些对表面质量要求较高的场合。
4. 隔热性能：由于蜂窝夹芯板中间是空心蜂窝结构，所以具有较好的隔热性能，适合用于一些需要隔热的环境。
5. 易加工：蜂窝夹芯板的加工性能较好，能够满足各种复杂的形状要求，便于实现定制化。
复合材料蜂窝夹芯板具有质量轻、高强度、耐磨性好、隔热性能优异和易加工等特点，因此在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域有着广泛的应用前景。
在复合材料蜂窝夹芯板的设计与制造过程中，借助仿真技术进行结构设计、性能优化和工艺验证是一种高效的途径。
目前，国内外对复合材料蜂窝夹芯板仿真技术的研究已经取得了一些进展，主要体现在以下几个方面：1. 结构模拟：利用有限元分析软件对蜂窝夹芯板的结构进行模拟，研究其在受力状态下的变形情况和应力分布，以验证设计参数的合理性。
2. 材料性能模拟：通过建立复合材料蜂窝夹芯板的材料本构模型，对其材料性能进行模拟分析，例如拉伸强度、弯曲刚度等，为工程设计提供依据。
3. 工艺模拟：借助虚拟现实技术，对复合材料蜂窝夹芯板的制造工艺进行模拟和优化，以提高生产效率和产品质量。
蜂窝式夹层板耐撞性能研究
蜂窝式夹层板耐撞性能研究张延昌;王自力【摘要】蜂窝式夹层板因有结构轻、强度高等优越的力学性能使其在卫星、飞机、高速列车、快艇等轻型交通系统中得到了广泛的应用.为了了解该结构的横向抗撞性能,利用有限元仿真软件MSC/Dytran分析了蜂窝式夹层板结构在横向冲击载荷作用下的损伤变形、碰撞力、能量吸收、耐撞性指标;并与等效平板进行了比较分析;讨论了结构尺寸参数和耐撞性能的关系.研究结果表明:蜂窝式夹层板具有良好的耐撞性能;结构密度是影响结构耐撞性能的关键因素;夹芯层高度对结构的耐撞性影响不大,随夹芯层高度增加结构吸能增加.【期刊名称】《江苏科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2007(021)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】蜂窝式夹层板;碰撞;耐撞性;能量吸收【作者】张延昌;王自力【作者单位】江苏科技大学,船舶与海洋工程学院,江苏,镇江,212003;江苏科技大学,船舶与海洋工程学院,江苏,镇江,212003【正文语种】中文【中图分类】U661.430 引言夹层板优越的力学性能使其在卫星、飞机、高速列车、快艇等轻型交通系统中得到了广泛的应用。
夹层板结构通常由夹芯层结构及上下蒙皮通过焊接或胶接而成,根据设计的具体要求,夹芯层结构形式多样,主要有圆柱、六棱柱金属薄片、桁架、泡沫铝、折叠结构等结构形式;上下蒙皮的材料可以为铝合金、高强度钢、钛及其合金等。
蜂窝夹层板曾被视为无刚性结构,随着一些制造、粘接等关键技术的解决,蜂窝夹层板的优越性逐步被设计者应用,蜂窝夹层板的结构效率高,用于结构设计中主要有以下优点:比强高、减少焊缝焊接工作量及焊接变形、绝缘性能好、设计多功能性、强降低噪音等[1-7]。
夹层板冲击问题是复杂的非线性瞬态响应,除此之外夹层板本身结构较为复杂,有限元模型的建立方式,结构尺寸的大小、材料参数、网格单元尺寸的选取对于数值仿真分析其力学特性都是至关重要的[8]。
数值仿真分析夹层板受冲下的力学特性建立有限元模型的方法目前主要有2种[4]：第一种是蒙皮采用二维板单元模拟、夹芯层采用三维体单元模拟；第二种方法是夹芯层及蒙皮板均采用二维的板单元模拟。
复合材料蜂窝夹芯板仿真技术研究
复合材料蜂窝夹芯板仿真技术研究复合材料蜂窝夹芯板是一种轻量、高强度、刚性高的结构材料，具有很好的抗压、抗弯和抗冲击性能，因此在航空航天、汽车、船舶和建筑等领域得到了广泛应用。
随着科技的不断进步，仿真技术在复合材料蜂窝夹芯板的研究和应用中起着越来越重要的作用。
本文将对复合材料蜂窝夹芯板仿真技术进行研究，探讨其在材料性能分析、结构设计优化和工程应用等方面的重要作用。
一、复合材料蜂窝夹芯板的结构和性能复合材料蜂窝夹芯板是一种由蜂窝结构芯材和复合材料表层组成的新型板材材料。
蜂窝结构芯材通常由铝、塑料或纸质等材料制成，具有轻质、高强度、刚性好的特点。
而复合材料表层则常由碳纤维、玻璃纤维等材料与树脂基体组成，具有很好的机械性能和耐腐蚀性能。
复合材料蜂窝夹芯板的结构特点决定了其具有很高的比强度和比刚度，同时还具有很好的吸能性能和隔热隔声性能，是一种在航空航天、汽车、船舶等领域得到广泛应用的结构材料。
复合材料蜂窝夹芯板的仿真技术是指利用计算机软件对复合材料蜂窝夹芯板的结构和性能进行模拟和分析的技术。
通过仿真技术, 可以对蜂窝夹芯板在不同载荷下的受力性能进行分析，预测材料的破坏模式和破坏机理，为材料的设计和优化提供科学依据。
目前，复合材料蜂窝夹芯板的仿真技术主要包括有限元分析、复合材料本构模型建立、失效分析等方面的研究。
1. 有限元分析有限元分析是一种通过数学方法将实际结构离散成有限多个小单元，通过计算每个小单元的变形和应力分布来预测整个结构的受力性能的方法。
在复合材料蜂窝夹芯板的研究中，有限元分析可以用来预测材料在复杂载荷下的受力情况，分析蜂窝夹芯板的应力、应变分布情况，为结构设计和优化提供重要的参考。
2. 复合材料本构模型建立3. 失效分析复合材料蜂窝夹芯板的仿真技术在航空航天、汽车、船舶和建筑等领域得到了广泛的应用。
通过仿真技术，可以对复合材料蜂窝夹芯板在不同工况下的受力性能进行分析，为工程设计和应用提供科学依据。
蜂窝夹层复合材料
观察括号外的因子可得到D
与
h
2 c
成正比Ζ这是因为通常选择低容重芯材,
所以 hc 增加不
会使材料过重, 因此可增加其厚度 hcΖ 设复合板每单位面积重W , 通过以下分析可得出面板与芯层重的比例选择, 及抗弯刚度
最大时的重量比例Ζ
80
北京轻工业学院学报
1998年6月
W = 2Θf h f + Θchc
个要求: 为达到最大的弯曲强度和抗弯刚度, Ξ 应在015～ 0167之间, 而实际使用的蜂窝夹层
复合板也确实在此范围之内, 完满地达到了设计和使用要求Ζ
3 蜂窝夹层复合材料的新发展
当前高精尖技术的发展对材料也提出了更高的要求, 即“五高三低”: 高比模量、高比强
第16卷 第2期
范秋习: 蜂窝夹层复合材料
参考文献
图3 M , D 最值百分比2Ξ 曲线
1 林启昭Λ高分子复合材料及应用Λ北京: 中国铁道出版社, 1988 2 宋焕成, 张佐光Λ混杂纤维复合材料Λ北京: 北京航空航天大学出版社, 1989 3 中科院北京力学所固体力学研究室板壳组Λ夹层板壳的弯曲、稳定和振动Λ北京: 科学出版社,
1977 4 G R F roud. You r sandw ich o rder Sir? Com po sites, 1980, 6: 133～ 135 5 赵稼祥Λ新型高性能蜂窝芯 KO R EXΛ宇航材料工程, 1996, 16 (5) : 58～ 59
摘 要 蜂窝夹层复合材料是一种重量轻、 强度大的高性能复合材料, 正日益从军 事、航天领域转为民用Ζ本文介绍了蜂窝夹层复合材料的材料使用、结构、力学性能, 从重量角度分析了蜂窝夹层复合材料力学性能最值的条件和材料的发展方向Ζ
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Ｇ ４ 一 ）等标准进行实验。 Ｂ１ ３ ７ ５ ８ ”
原材料： 玻璃钢面板采用柔性阻燃型 ８ 不饱 ２ ０ 和聚醋树脂和中碱无捻方格玻璃丝布。制作蜂窝 时， 蜂窝布选用无碱有捻平纹或斜纹玻璃丝布， 粘结 剂采用环氧树脂或白乳胶， 浸渍剂采用环氧树脂、 酚 醛树脂或 印１ ３ 醇溶性酚醛烘十清漆。 一 ６ 试样： 静力实验 １ 组７ 个， ０ ５ 动力实验 １ 组 ８ ３
． 顶 姆 ７山 ， 侧 月 ，田 ． 侧 姆 ３加 ２０ 顶 月 １．
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３ ２ 扰爆性能实验 ．
１４ ３ １ ．３
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１＿ ７４
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层间剪切强度／ Ｐ Ｍ ａ
９６
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１ ‘７ ８，
按照有关标准对浅埋结构进行了 Ｔ 〕集团装 人， 药的顶爆和侧爆实验， 用电测系统分别测试了结构 上的压力、 应变、 位移。装药、 测点布置如图４ 所示。 部分实测曲 线和实验结果见图５图６ 、 和表３ 。
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图５ 实洲压力 一 时间曲线
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图６ 实 侧位移一 时间曲 线
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拱顶 ｝ １ 拱脚 努 婴 力 Ｍ 椒 应 １力Ｍ 位 应 集著 变压 叫 粉 变 压 ／入 位 一｝ ｝ ／ ｝ ．｝ 时间ｔ １ ／ １ ．
并不影响结构的承载能力和整体稳定性。但是， 一 旦荷载达到极限， 结构便呈现出局部脆性破坏的特
征， 一般发生在拱脚处 ４ “ ５ 剪切方向上。
参 考文献 １ 倪礼忠， 陈麒． 复合材料科学与工程 北京： 科学出版社， ２２７ ２ ． ０ ４ ２ 全国 纤维增强塑料标准化技术委员会秘书处． 纤维增强塑料（ 玻
为了 适应高科技条件下机动作战的需要， 世界 上许多国家将各类新型复合材料用于各种防护结 构。美国采用芳纶纤维制作面板和加强筋、 纸蜂窝 作芯材， 制作了ｃ ６ 移动式集装箱Ｃ１ 一５ ８ 」电子系统 掩蔽部。该掩蔽部能抗冲击波、 弹片、 生物武器和化 学武器。瑞典用玻璃钢面板和泡沫塑料芯材制作集 装箱工事和埋设构筑的球形掩蔽部。 美国和日 本分 别用玻璃钢制作箱形步兵掩体和孰形步兵射击掩体 掩盖。由于玻璃钢的弹性模量较小， 所以由其制作 的防护结构跨度小， 承受爆炸荷载时变形较大， 难以 满足使用要求， 成为各国有关部门研究的课题。关
个， 每组试样的 有效数都不少于５ 个。 实验设 动力实验在４ｔ 一 备： 气 液连动快速加 载机上进行。该加载机通过调整泄油孔来改变活塞 的移动速度． 从而改变试样的变形速度； 泄油孔的直
径为 必 、 １ 、 必 斑ｓｍ 动载作用时间控制在 ２－ ２ ｍ，
国内 外文献报道。为此， 笔者对该材料及由其试制 的浅埋抗爆结构进行了抗爆性能实验研究。
２３ 实脸结果 ．
１ 一蜂芯节线长度； 一蜂芯斜边长度； 一蜂芯壁厚度 ； 亡 ｄ
ｈ 一蜂窝厚度：一面板厚度 ｔ 图 ． 玻瑞钢蛛窝夹层复合材料的结构
２ 玻劝钢蜂窝夹层材料的动、 静态力学性能
２ １ 实验概况 ．
根据文献仁〕 纤维增强塑料性能试验方法 ２ 中“
‘ 一泄油孔直径为ｓ ｍ ｍ
６ ｌ 的 一２ ３
图３ 玻瑞钢蜂穷夹层材料剪切试样的应力一 时间曲线
０１ ０
快速加载实验数据的离散性在２％以内， ０ 可信度符 合标准要求。 ３ 玻瑞钥蜂离夹层复合材料结构的抗娜性能
３１ 抗爆结构设计
４ 实脸分析
（ 在７ ｇ Ｎ ＴＴ集团装药爆炸荷载作用下， ） １ ｋ 实
一 泄油 径为 孔直 ２帅 ； 泄油孔直径为１ｎ” ８ 一 ２ ｕ； 一 泄油孔直 ５ 径为 咖
图２ 玻瑞钢蛛窝夹层材料弯曲试样的级荷 一 时间曲线和
位移 一时间曲线 ．乙 芝 ＼ 』 只 侧
时间ｔ ／ａ
荷载未达到极限荷载之前， 结构上的局部屈服破坏
选择结构型式， 不仅能保证结构的 使用范围， 而且也 是提高结构抗力的重要途径。
５ 结语
该实验研究表明， 玻璃钢蜂窝夹层复合材料不 仅具有轻质高强的特点， 而且具有良好的动态力学 特性， 是制作浅埋抗爆结构的 理想材料， 广泛应用 可 于防护工程中制作各种抗爆结构． 也可应用干民用 建筑、 渡河桥梁、 伪装工程中制作轻质高强的承重结 构、 隔墙或用作隔音、 减振、 吸能材料。
实验共取得２５ ０ 个数据， 处理后的结果见表 １ 、 表２ 。图２图３ 、 分别是实验所得的部分测试曲 线。 表 １表２ 、 和图２图３ 、 表明，１玻璃钢蜂窝夹 （ ） 层复合材料和玻璃钢都具有良 好的动态力学性能， 强度平均可提高２％ 一 ％。动态载荷作用时间 ０ Ｄ ４ 越短， 材料强度提高越大， 这对制作抗爆荷载短时作 用的防护结构是很有利的。（ 玻璃钢蜂窝夹层复 ） ２ 合材料和玻璃钢都具有构造的不均匀性和各向异 性， 受环境影响较大， 因此出现实验数据的离散性。
万方数据
〔 程塑料应用
２ ）年， ３ 卷， ３ 口３ 第 １ 第 期
完好稳定， 在高度和宽度上的塑性变形小于 １ ％。 由此可见， 玻璃钢蜂窝夹层复合材料确实是一种强 度高、 刚度大、 稳定性好的较理想抗爆结构材料。 （ 用 １ ｋ ＴＴ 装药进行实验， ｇ Ｎ 集团 ） ２ ２ 拱顶压力 仅为７ ｇ Ｎ 集团装药爆炸压力的３．％。这说 ｋ ＴＴ ５７ 明玻璃钢蜂窝夹层复合材料的抗爆结构在爆炸荷载 的重复作用下， 结构和上部土层的构造机理发生了 变化， 加上玻璃钢蜂窝夹层复合材料的柔韧性， 使应 力出现重分布， 从而起到了卸载作用， 同时也显示了
１ 玻瑞 钢蜂窝夹层复 合材料的 结构１ ’ 〕
玻璃钢蜂窝夹层复 合材料是在两层薄而强度高 的玻璃钢面板之间夹持玻璃钢蜂窝芯材组成， 其结 构如图１ 所示。它是一种新型复合材料， 通过复合 不仅可 充分发挥各组分材料的强度， 而且还具有高的比 强度和比 刚度、 导热系数低、 隔音抗声振、 耐腐 蚀、 抗老化等特点。
摘要 介绍玻瑞姻蜂窝夹层复合材朴的结构与特点， 研究了 玻璃钢蜂窝夹层复合材料的动、 静态力学性能， 并 根据材料测试结果研究了由其制作的浅埋抗爆结构的杭爆性能， 分析了实脸现象和结果。玻璃钢蜂窝夹层结构复 合材料具有良好的动、 静态力学性能， 是制作浅理抗雌结构的理想材料
关铃词 复合材料 玻瑞钢蜂 窝夹层结构 杭爆性能
侧结构上的最大压力为０ ２ Ｍ ； ． Ｐ 最大弹性位移 ８ ａ 为： １ 二 ， 拱顶６ ｍ 拱脚 ２ ｍ ； ９ ｍ 最大应变 ｅ为： 拱顶 ３ ５ ， ９６小于极限应变值（ 侧 〕； ９ 拱脚 １ ， ４ ４ 】）结构整体
材料： 玻璃钢蜂窝夹层复合材料， 面板厚度４２ ． ｕ 蜂窝厚度Ｓ ｍ ｎ ， Ｏｍ 。
＊ 八五”“ “ 九五” 部重点科研项目（ ５ 、 ８ 兄３ 丹４ ）
收摘 日期：幻 一 一 创 ２１ ６ ２
（Ｂ１ ７ ８ 一 １ １ ８）及“ Ｇ ４ 一 Ｇ ４ 一 ” 非金属夹层结 ３ Ｂ ５ ３ 构 平拉强度和平压性能试验方法（ Ｂ１ 一 － Ｇ ４ ８ ２ ５ ７
万方数据
孙杰， 玻璃钢蜂窝夹层复合材料抗场性能研究 等：
２ ３３ ５ ．０
６１ ２ ．
０５ ．３
２＿ ３ ９
￣一应变 侧点；口一压力 侧点： 一位 点 县 移测
图４ 装药和洲点布！
么」 ０
注： 蜂窝为正六边形， 厚度叨 ｍ 蜂芯科边长１ ｍ ， ｍ ０ 蜂芯璧厚
度０２ 玻确钢面板厚度２ｓｍ 。 ． ， ． ．ｍ
２ 月 ＼ 气 健 燕
５ 朽 乃
农 １ 实洲玻劝钥动、 ．态力学性能
４１
结构型式： 双曲拱形， 跨度为２ ｃ ， ０ ３ ｍ 高度２ ０ ２
ｅ 刀。 】
拉伸强度 Ｍ ／ Ｐ ａ
项 目 一 ｛丽 丽 ｛动 面爵下骊骊藏 悉 商 蔽 ６４
１ ３． ５ ０
２ １３ ５ ３
１． ７２
拉伸弹性棋里尹 Ｐ Ｃ ａ 压缩强度／ 入 Ｍ 压缩弹性模盘／ Ｐ Ｃ ａ 弯曲强度洲 八 Ｍ
题。实验表明， 在构件的连接上采用加厚边筋并用 紧固件连接的方法是合理、 可靠的， 不仅保证了构件 的刚度和强度， 而且也保证了整个结构的稳定性。 ７ 由实测数据分析得出， （） 双曲空间拱结构的 刚度要比一般拱结构的刚度高４％。因此， ０ 正确地
（） ３玻璃钢蜂窝夹层复合材料的抗爆结构在爆 炸荷载作用下表现出大变形的特性。 从位移一 时间 曲线可以看出， 随着爆炸荷载的增加， 结构变形越来 越大， 可达到几厘米至十几厘米， 荷载过后结构又反 弹回去， 但有一定的残余变形。通过结构的大变形 吸收了大量的能量， 缓冲了结构上的震动， 既有利于 提高结构的承载力， 又减轻了结构内部的震动危害。 （） ４ 玻璃钢蜂窝夹层复合材料的抗爆结构在极 限爆炸荷载作用下表现出脆性破坏的特性， 在爆炸
该结构的抗爆能力储备。
（） ５玻璃钢蜂窝夹层复合材料的抗爆结构在爆 炸荷载作用下受压面首先屈服破坏， 表现为蜂窝受
压屈服、 面板与蜂窝分离或面板屈服。 （ 玻璃钢的层间剪切强度和层间拉伸强度较 ） ６