缝合泡沫夹层结构复合材料三点弯曲性能研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｉｔｃｈｅｄ ｆｏａｍ ；ｓａｎｄｗｉｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ；ｔｈｒｅｅ—ｐｏｉｎｔ ｂｅｎｄｉｎｇ ；ｆ ｌｅｘｕｒａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ
缝合泡沫夹层结构 复合 材料是先进复合材料 的一种表现形式 ，在夹层结构复合材料 中，使用泡沫 作 为 芯 层 来 增 加 厚 度 ，由 于泡 沫 密度 较 低 ，故 可 在 质量增加很少 的前提下 ，大幅度提高复合材料 的刚 度 ］。夹层结构复合材料的应用范围越来越广泛 ， 但 其 横 向力 学 性 能 较弱 ，特 别 是 在 上下 面 板跟 芯材 结 合 处 的 界 面强 度 较低 ，在 外 加 载荷 的作 用下 很 容 易产生分层破坏 ２Ｊ。Ｌｉ Ｂｉｎｇ等 ［３ 采用面板 和夹层 泡沫 缝 合 成 预成 型 件 ，再 用成 本很 低 的非 热 压罐 成 型工 艺 ，制 成 一种 全 厚 度缝 合 的复 合材 料 闭孔 泡沫 夹层 结 构 。通 过 这种 方 法 ，使 得界 面强 度 有 了很 大 的 提高 ，也 保 留 了较 高 的弯 曲刚度 比 ［４］。这些 研 究 者的主要工作集 中在复合材料整体弯曲性能的研究 上 ，对缝合泡沫夹层结构复合材料的有关参数 对复 合材料 弯 曲性 能 的影 响没有 进一 步研 究 。笔者 讨论 了缝 合泡 沫夹 层结 构 复合材 料 的主要 工艺 参数 对其 弯曲力学性能的影响 ，以便为工程应用提供参考 。 １ 实验 部分 １．１ 主要 原 材料
期 ２Ｏ１６年 ２月
３２ 程 Ｇ 塑 料 应 用
ＥＮＧＩＮＥＥＲＩ１ＮＧ ＰＬＡＳＴＩＣ ＳＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ
ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００１－３５３９．２０１６．０２．０２０
Ｖｏ１．４４＇ Ｎ Ｏ．
Ｆｅｂ ２０１ ６ ．
１０１
…
Βιβλιοθήκη Baidu
缝合泡 沫夹层 结构 复合材料 三点弯 曲性 能研 究 舟
ｆ１．ＰｏｌｙｍｅｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＬａｂ．，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＭ ｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄＥｌｅｃｔｒ ｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００３１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅ Ｍ ｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｉｔｃｈｅｄ ｆｏａｍ ｓａｎｄｗｉｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｔｈａｔ ｗｅｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｖａｃｕｕｍ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｒｅｓｉｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ
司 ； 真空 袋 膜 ：Ｖａｃｆｉｌｍ ４００Ｙ，上海 沥 高科 技 有 限公
赖 家美 ，鄢冬 冬 ，饶 欣远 ，王科 ，黄志 超
（１．南 昌大学机 电工程学院聚合物成型研究室 ，南 昌 ３３００３１； ２．华东交通大学载运工具重点实验室 ，南昌 ３３００１３）
摘要 ：采用改进 锁式缝合 方法 ，在 真空辅助树 脂传递模塑 （ＶＡＲＴＭ）工艺基础上制备 了缝合 泡沫夹层结构复合材 料 ，对其进行 了三点弯曲测试 ，并 对缝合参数 对其弯曲性能的影响进行 了实验研 究。实验结果表 明，在 弯曲载荷作用 下 ，其 结构的失效大部分是 由于芯材的剪切破坏 ，在缝合 密度较 大和 纤维层较 多的情况下 ，弯曲性能优异。采用缝合 泡 沫 夹层 结 构 可 以提 高复 合 材 料 的 弯 曲性 能 。
ｍｏｌｄｉｎｇ（ＶＡＲＴＭ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｌｏｃｋ ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｒｅｅ—ｐｏｉｎｔ ｂｅｎｄｉｎｇ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｆ ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｅｓ ｗ ｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｒｅｖｅａｌ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｍｏｓｔｌｙ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｓｈｅａｒ ｆａｉｌｕｒｅ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｈａｓ ｔｈｅ ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ ｄｅｎｓｅｒ ａｎｄ ｍ ｏｒｅ ｆ ｉｂｒｏｕｓ ｌａｙｅｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｓｔｉｔｃｈｅｄ ｆｏａｍ ｓａｎｄｗ ｉｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃａｎ ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｂｅｎｄｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒ ｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｅｓ．
关 键 词 ：缝 合 泡 沫 ；夹层 结 构 ；三 点 弯 曲 ；弯 曲性 能 中图 分 类 号 ：ＴＢ ３３２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１００１．３５３９（２０１６）０２—０１０１．０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｈｒｅｅ－Ｐｏｉｎｔ Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｔｉｔｃｈｅｄ Ｆｏａｍ Ｓａｎｄｗｉｃｈ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｅｓ Ｌａｉ Ｊｉａｍｅｉ ，Ｙａｎ Ｄｏｎｇｄｏｎｇ‘，Ｒａｏ Ｘｉｎｙｕａｎ ，Ｗ ａｎｇ Ｋｅ ，Ｈｕａｎｇ Ｚｈｉｃｈａｏ
不 饱 和 聚 酯 树 脂 ：ＴＨ１１０－３５０Ｒ，日本 Ｕ—ＰＩＣＡ
株 式会 社 ； 固化 剂 ：ＫＰ－１００，美 国 ＳＹＲＧＩＳ公 司 ； 双轴 向玻璃 纤 维布 ：ＬＴ６００，浙 江 成如 旦 新 能源
科 技有 限公 司 ； 导流 网 ：ＶＩ１６０，上海 沥高 科技 有 限公 司 ； 脱 模 布 ：ＰＰ一８５ＷＢ，厦 门维 曼 材 料 科 技 有 限公
缝合泡沫夹层结构 复合 材料是先进复合材料 的一种表现形式 ，在夹层结构复合材料 中，使用泡沫 作 为 芯 层 来 增 加 厚 度 ，由 于泡 沫 密度 较 低 ，故 可 在 质量增加很少 的前提下 ，大幅度提高复合材料 的刚 度 ］。夹层结构复合材料的应用范围越来越广泛 ， 但 其 横 向力 学 性 能 较弱 ，特 别 是 在 上下 面 板跟 芯材 结 合 处 的 界 面强 度 较低 ，在 外 加 载荷 的作 用下 很 容 易产生分层破坏 ２Ｊ。Ｌｉ Ｂｉｎｇ等 ［３ 采用面板 和夹层 泡沫 缝 合 成 预成 型 件 ，再 用成 本很 低 的非 热 压罐 成 型工 艺 ，制 成 一种 全 厚 度缝 合 的复 合材 料 闭孔 泡沫 夹层 结 构 。通 过 这种 方 法 ，使 得界 面强 度 有 了很 大 的 提高 ，也 保 留 了较 高 的弯 曲刚度 比 ［４］。这些 研 究 者的主要工作集 中在复合材料整体弯曲性能的研究 上 ，对缝合泡沫夹层结构复合材料的有关参数 对复 合材料 弯 曲性 能 的影 响没有 进一 步研 究 。笔者 讨论 了缝 合泡 沫夹 层结 构 复合材 料 的主要 工艺 参数 对其 弯曲力学性能的影响 ，以便为工程应用提供参考 。 １ 实验 部分 １．１ 主要 原 材料
期 ２Ｏ１６年 ２月
３２ 程 Ｇ 塑 料 应 用
ＥＮＧＩＮＥＥＲＩ１ＮＧ ＰＬＡＳＴＩＣ ＳＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ
ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００１－３５３９．２０１６．０２．０２０
Ｖｏ１．４４＇ Ｎ Ｏ．
Ｆｅｂ ２０１ ６ ．
１０１
…
Βιβλιοθήκη Baidu
缝合泡 沫夹层 结构 复合材料 三点弯 曲性 能研 究 舟
ｆ１．ＰｏｌｙｍｅｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＬａｂ．，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＭ ｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄＥｌｅｃｔｒ ｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００３１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅ Ｍ ｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｉｔｃｈｅｄ ｆｏａｍ ｓａｎｄｗｉｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｔｈａｔ ｗｅｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｖａｃｕｕｍ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｒｅｓｉｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ
司 ； 真空 袋 膜 ：Ｖａｃｆｉｌｍ ４００Ｙ，上海 沥 高科 技 有 限公
赖 家美 ，鄢冬 冬 ，饶 欣远 ，王科 ，黄志 超
（１．南 昌大学机 电工程学院聚合物成型研究室 ，南 昌 ３３００３１； ２．华东交通大学载运工具重点实验室 ，南昌 ３３００１３）
摘要 ：采用改进 锁式缝合 方法 ，在 真空辅助树 脂传递模塑 （ＶＡＲＴＭ）工艺基础上制备 了缝合 泡沫夹层结构复合材 料 ，对其进行 了三点弯曲测试 ，并 对缝合参数 对其弯曲性能的影响进行 了实验研 究。实验结果表 明，在 弯曲载荷作用 下 ，其 结构的失效大部分是 由于芯材的剪切破坏 ，在缝合 密度较 大和 纤维层较 多的情况下 ，弯曲性能优异。采用缝合 泡 沫 夹层 结 构 可 以提 高复 合 材 料 的 弯 曲性 能 。
ｍｏｌｄｉｎｇ（ＶＡＲＴＭ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｌｏｃｋ ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｒｅｅ—ｐｏｉｎｔ ｂｅｎｄｉｎｇ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｆ ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｅｓ ｗ ｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｒｅｖｅａｌ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｍｏｓｔｌｙ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｓｈｅａｒ ｆａｉｌｕｒｅ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｈａｓ ｔｈｅ ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ ｄｅｎｓｅｒ ａｎｄ ｍ ｏｒｅ ｆ ｉｂｒｏｕｓ ｌａｙｅｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｓｔｉｔｃｈｅｄ ｆｏａｍ ｓａｎｄｗ ｉｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃａｎ ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｂｅｎｄｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒ ｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｅｓ．
关 键 词 ：缝 合 泡 沫 ；夹层 结 构 ；三 点 弯 曲 ；弯 曲性 能 中图 分 类 号 ：ＴＢ ３３２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１００１．３５３９（２０１６）０２—０１０１．０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｈｒｅｅ－Ｐｏｉｎｔ Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｔｉｔｃｈｅｄ Ｆｏａｍ Ｓａｎｄｗｉｃｈ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｅｓ Ｌａｉ Ｊｉａｍｅｉ ，Ｙａｎ Ｄｏｎｇｄｏｎｇ‘，Ｒａｏ Ｘｉｎｙｕａｎ ，Ｗ ａｎｇ Ｋｅ ，Ｈｕａｎｇ Ｚｈｉｃｈａｏ
不 饱 和 聚 酯 树 脂 ：ＴＨ１１０－３５０Ｒ，日本 Ｕ—ＰＩＣＡ
株 式会 社 ； 固化 剂 ：ＫＰ－１００，美 国 ＳＹＲＧＩＳ公 司 ； 双轴 向玻璃 纤 维布 ：ＬＴ６００，浙 江 成如 旦 新 能源
科 技有 限公 司 ； 导流 网 ：ＶＩ１６０，上海 沥高 科技 有 限公 司 ； 脱 模 布 ：ＰＰ一８５ＷＢ，厦 门维 曼 材 料 科 技 有 限公