缝合泡沫夹层复合材料的滚筒剥离性能
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)。
（±４ ５ 。 ） Ｎ Ｃ Ｆ ， 面密度为 ２ ６ ５ ｇ ／ ｍ ； 夹 层 材 料 采 用 德
进的传统缝合技术 和泡沫夹层的优点结合起来 ， 面
板 和夹 层 泡沫缝 合 成 预成 型件 ， 并 采 用 低 成 本 的非
热压罐成型工艺 ， 形成新颖 的全厚度缝合 的闭孔泡 沫芯夹层结构。这种革新 的结构方案既提高了层 间
产 生局 部 强度破 坏 。而 滚筒 剥离 可较 直接 地 测 定夹
层 结 构面 板 与夹 层 之 间界 面 连 接 强 度 。 因此 ， 本 文
对不 同缝 合方式 ， 不 同缝合参数 ＿ ８ 缝合泡沫夹层复 合材料 的滚筒剥离性能进行了测试 。此外 ， 考察 了 缝合方式 、 缝合密度 、 缝线直径等参数对面板与夹层
式等缝合方式。根据在航空复合材料的应用以及现 有的条件 ， 实验制备 了双线 链式缝合 、 改进锁式缝
合、 临缝式 缝合 等 三 种 缝 合 方式 下 不 同缝 合 参 数 的
缝合泡沫夹层复合材料预成型体 。试 验中 ， 每种缝
合方 式或 缝 合 参 数 变 化 均 制 备 一 块 尺 寸 为 ８ ０ ０× ８ ０ ０ ｍｍ 的方 板 。试验 分 四组 ， Ａ组 为改 进锁式 缝 合 ，
材料 ， 并对其滚筒剥 离性能进行 了测试 。结果表 明 ， 未缝合 泡沫夹层 复合材料 的剥 离载荷 上升到一定高度后便趋 于稳 定 。 而缝
合泡 沫夹层复合材料 的剥 离载荷上升到一定 高度后呈正 弦曲线变化 ； 缝 合后 最大剥 离载荷 的平均值得 到 大幅度的提 高 ， 可增
加到原有 的 １ ． ６— ４ ． ７倍 左右 ； 缝合参数相 同， 缝合方式不 同的缝合 泡沫 夹层 复合材料 的剥 离载荷存在 一定 的差异 ， 同样 的缝
的界 面 强 度 较 低 ， 容 易 发 生 分 层 破 坏 。Ａ ｄ ａ ｍ ｓ等 人 提 出了 缝合 泡 沫 夹 层 复合 材 料 的新 概 念 ， 将 改
缝合泡沫夹层复合材料 由复合材料面板、 闭孑 Ｌ
泡沫夹 层 组 成 ， 面板和泡 沫夹层沿厚度方 向缝合。 其 中， 面板材 料采 用东邦 Ｈ Ｔ Ｓ ４ ０ １ ２ Ｋ — Ａ ｅ ｒ ｏ双 轴 向
２ ０ １ ３年 第 ３期
玻 璃 钢 ／ 复 合 材 料
３ ９
缝 合 泡 沫夹 层 复合 材 料 的滚 筒 剥 离性 能
潘利 剑 ，刘卫 平 ，陈 萍 ，戚 方 方
（ 中国商飞上海飞机制造有限公司 ，上海 ２ ０ ０ ４ ３ ６ ）
摘要 ：制备 了改进锁 式缝合 、 临缝式缝合 、 双线链式缝合等三种缝合 方式下不同缝合 密度、 缝线 直径的缝合 泡沫 夹层复合
粪
２ ０ １ ３年 第 ３期
玻 璃 钢 ／复 合 材 料
４１
Ｎ／ 。 一 一 ８
舳 ∞ 们 加 ∞ ∞ ∞ 加 ∞ ０
。
．
ｋ ｌ Ｊ “ ｌ 』。 １
。 ｌ ／
．
” ” ¨ ’ ｌ ’ 州 。 。 ｒ
面 的报 道 相对 较少 。由于泡 沫夹 层结 构最 典 型 的失 效 形 式就 是 因面 板 与 芯 材粘 接 处 失 效 导 致 分 层 ， 并
国赢 创 工 业 集 团 提 供 的 闭 孔 Ｈ Ｔ， 缝 线 材料 采用 Ｋ ｅ ｖ ｌ ａ ｒ ９ ６ ４ 。整 体 铺 层 方 式 为： ［ （ ０ ／ ９ ０ ） ／ （± ４ ５ ） ／ 泡 （ ４ ５ ） ／ （ ９ ０ ／ ０ ） ］ ， 树 脂采 用Ｃ ｙ ｔ ｅ ｃ 公 司 提供 的 Ｃ Ｙ Ｃ Ｏ Ｍ ８ ９ ０ Ｒ Ｔ Ｍ环 氧树脂 。 ２ ． ２ 缝合 方式 与缝 合参数 目前 应用 于复合 材料 的缝 合方 式 主要有 锁 式缝 合、 暗缝式 、 双线 链 缝 式 、 单线链缝式 、 临缝 式 、 双 针
缝合密度和缝线直径均变化 ； Ｂ组为临缝式缝合， 临 缝式缝合没有底线 ， 只有缝线且保持缝线直径不变， 缝合密度变 化 ； Ｃ组 为双线链 式缝合 ， 缝合密 度不
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ － ０ ６ － ２ ０ 基金项 目：上海市科技人才计划项 目 （ １ １ Ｐ Ｊ １ ４ ３ ０ ９ ０ ０ ） 作者简介 ：潘利剑 （ １ ９ ８ ０ 一 ） ，男 ，博士 ，主要从事树脂 基复合 材料及其 液体成 型工艺方面 的工作研究 ，ｘ ｉ ａ ｏ ｐ ａ ｎ ｈ ｒ ｂ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ 。
合方式下 ． 缝合密度 、 缝 线 直 径越 大 ， 剥 离载 荷 越 大 。
关键词 ：复合 材料 ；缝 合 ；泡沫 夹层 ；滚筒剥 离 中图分类 号 ：Ｔ Ｂ ３ ３ ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ３— ０ ９ ９ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ —０ ０ ３ ９— ０ ４
强度 、 损伤 容 限能力 和 吸湿 阻抗 ， 又保 留了较 高 的弯 曲刚度／ 质 量 比。 这种 创 新 的夹 层 结 构 设 计 和 制 造 技 术 开创 了实 现 飞 机 高结 构 效 率 、 低 质 量 系 数 和低 制 造成 本 、 低维 护成 本 的新技 术途 径 』 。 缝 合对 泡 沫夹 层复合 材 料 的强度 和 刚度 的 提高 效 果是 十 分 明 显 的 ， 这 一方面 ， 国 内外 研 究 报 道 较 多ｕ ４ Ｊ 。但 对 于 面板与 芯子 之 间 的界 面连 接 强度 方
１ 前
言
之间界面连接性能 的影响 ， 为此类结构 的缝合参数
的设计 提供 参考 。
复合材料泡沫夹层结构可 以提高结构抗弯 刚度
和结 构 效率 ， 降低 制造 成本 ｊ ， 在 航空 领域 应用 日益
２ 实 验 材 料 与方 法
２ ． １ 实验材 料
广泛。但其横向性能一般较差 ， 尤其是面板与夹层
进的传统缝合技术 和泡沫夹层的优点结合起来 ， 面
板 和夹 层 泡沫缝 合 成 预成 型件 ， 并 采 用 低 成 本 的非
热压罐成型工艺 ， 形成新颖 的全厚度缝合 的闭孔泡 沫芯夹层结构。这种革新 的结构方案既提高了层 间
产 生局 部 强度破 坏 。而 滚筒 剥离 可较 直接 地 测 定夹
层 结 构面 板 与夹 层 之 间界 面 连 接 强 度 。 因此 ， 本 文
对不 同缝 合方式 ， 不 同缝合参数 ＿ ８ 缝合泡沫夹层复 合材料 的滚筒剥离性能进行了测试 。此外 ， 考察 了 缝合方式 、 缝合密度 、 缝线直径等参数对面板与夹层
式等缝合方式。根据在航空复合材料的应用以及现 有的条件 ， 实验制备 了双线 链式缝合 、 改进锁式缝
合、 临缝式 缝合 等 三 种 缝 合 方式 下 不 同缝 合 参 数 的
缝合泡沫夹层复合材料预成型体 。试 验中 ， 每种缝
合方 式或 缝 合 参 数 变 化 均 制 备 一 块 尺 寸 为 ８ ０ ０× ８ ０ ０ ｍｍ 的方 板 。试验 分 四组 ， Ａ组 为改 进锁式 缝 合 ，
材料 ， 并对其滚筒剥 离性能进行 了测试 。结果表 明 ， 未缝合 泡沫夹层 复合材料 的剥 离载荷 上升到一定高度后便趋 于稳 定 。 而缝
合泡 沫夹层复合材料 的剥 离载荷上升到一定 高度后呈正 弦曲线变化 ； 缝 合后 最大剥 离载荷 的平均值得 到 大幅度的提 高 ， 可增
加到原有 的 １ ． ６— ４ ． ７倍 左右 ； 缝合参数相 同， 缝合方式不 同的缝合 泡沫 夹层 复合材料 的剥 离载荷存在 一定 的差异 ， 同样 的缝
的界 面 强 度 较 低 ， 容 易 发 生 分 层 破 坏 。Ａ ｄ ａ ｍ ｓ等 人 提 出了 缝合 泡 沫 夹 层 复合 材 料 的新 概 念 ， 将 改
缝合泡沫夹层复合材料 由复合材料面板、 闭孑 Ｌ
泡沫夹 层 组 成 ， 面板和泡 沫夹层沿厚度方 向缝合。 其 中， 面板材 料采 用东邦 Ｈ Ｔ Ｓ ４ ０ １ ２ Ｋ — Ａ ｅ ｒ ｏ双 轴 向
２ ０ １ ３年 第 ３期
玻 璃 钢 ／ 复 合 材 料
３ ９
缝 合 泡 沫夹 层 复合 材 料 的滚 筒 剥 离性 能
潘利 剑 ，刘卫 平 ，陈 萍 ，戚 方 方
（ 中国商飞上海飞机制造有限公司 ，上海 ２ ０ ０ ４ ３ ６ ）
摘要 ：制备 了改进锁 式缝合 、 临缝式缝合 、 双线链式缝合等三种缝合 方式下不同缝合 密度、 缝线 直径的缝合 泡沫 夹层复合
粪
２ ０ １ ３年 第 ３期
玻 璃 钢 ／复 合 材 料
４１
Ｎ／ 。 一 一 ８
舳 ∞ 们 加 ∞ ∞ ∞ 加 ∞ ０
。
．
ｋ ｌ Ｊ “ ｌ 』。 １
。 ｌ ／
．
” ” ¨ ’ ｌ ’ 州 。 。 ｒ
面 的报 道 相对 较少 。由于泡 沫夹 层结 构最 典 型 的失 效 形 式就 是 因面 板 与 芯 材粘 接 处 失 效 导 致 分 层 ， 并
国赢 创 工 业 集 团 提 供 的 闭 孔 Ｈ Ｔ， 缝 线 材料 采用 Ｋ ｅ ｖ ｌ ａ ｒ ９ ６ ４ 。整 体 铺 层 方 式 为： ［ （ ０ ／ ９ ０ ） ／ （± ４ ５ ） ／ 泡 （ ４ ５ ） ／ （ ９ ０ ／ ０ ） ］ ， 树 脂采 用Ｃ ｙ ｔ ｅ ｃ 公 司 提供 的 Ｃ Ｙ Ｃ Ｏ Ｍ ８ ９ ０ Ｒ Ｔ Ｍ环 氧树脂 。 ２ ． ２ 缝合 方式 与缝 合参数 目前 应用 于复合 材料 的缝 合方 式 主要有 锁 式缝 合、 暗缝式 、 双线 链 缝 式 、 单线链缝式 、 临缝 式 、 双 针
缝合密度和缝线直径均变化 ； Ｂ组为临缝式缝合， 临 缝式缝合没有底线 ， 只有缝线且保持缝线直径不变， 缝合密度变 化 ； Ｃ组 为双线链 式缝合 ， 缝合密 度不
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ － ０ ６ － ２ ０ 基金项 目：上海市科技人才计划项 目 （ １ １ Ｐ Ｊ １ ４ ３ ０ ９ ０ ０ ） 作者简介 ：潘利剑 （ １ ９ ８ ０ 一 ） ，男 ，博士 ，主要从事树脂 基复合 材料及其 液体成 型工艺方面 的工作研究 ，ｘ ｉ ａ ｏ ｐ ａ ｎ ｈ ｒ ｂ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ 。
合方式下 ． 缝合密度 、 缝 线 直 径越 大 ， 剥 离载 荷 越 大 。
关键词 ：复合 材料 ；缝 合 ；泡沫 夹层 ；滚筒剥 离 中图分类 号 ：Ｔ Ｂ ３ ３ ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ３— ０ ９ ９ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ —０ ０ ３ ９— ０ ４
强度 、 损伤 容 限能力 和 吸湿 阻抗 ， 又保 留了较 高 的弯 曲刚度／ 质 量 比。 这种 创 新 的夹 层 结 构 设 计 和 制 造 技 术 开创 了实 现 飞 机 高结 构 效 率 、 低 质 量 系 数 和低 制 造成 本 、 低维 护成 本 的新技 术途 径 』 。 缝 合对 泡 沫夹 层复合 材 料 的强度 和 刚度 的 提高 效 果是 十 分 明 显 的 ， 这 一方面 ， 国 内外 研 究 报 道 较 多ｕ ４ Ｊ 。但 对 于 面板与 芯子 之 间 的界 面连 接 强度 方
１ 前
言
之间界面连接性能 的影响 ， 为此类结构 的缝合参数
的设计 提供 参考 。
复合材料泡沫夹层结构可 以提高结构抗弯 刚度
和结 构 效率 ， 降低 制造 成本 ｊ ， 在 航空 领域 应用 日益
２ 实 验 材 料 与方 法
２ ． １ 实验材 料
广泛。但其横向性能一般较差 ， 尤其是面板与夹层