夾芯結構復合材料彈性力學性能預測與試驗研究.pdf

1、夾芯結構復合材料以其輕質、高強及一系列功能性等優(yōu)點而得到研究者的青睞。隨著夾芯結構在工程上的廣泛應用，尤其是在航空、航天和航海領域上應用范圍的不斷擴大，對其力學性能的分析、結構設計和計算的研究也不斷深入。本文以波紋芯材夾芯結構和格構芯材夾芯結構復合材料為研究對象，通過對現(xiàn)有理論研究的分析總結，推導并驗證了兩種夾芯結構復合材料的等效力學模型。
　　首先，根據波紋芯材夾芯結構和格構芯材夾芯結構復合材料的特點，選取其具有代表性的胞元，對

2、兩種夾芯結構進行力學分析，推導了其彈性模量的等效表達式，包括面內及面外楊氏模量、剪切模量、泊松比和相當密度。
　　其次，利用有限元計算方法，以當前廣泛應用于復合材料性能研究的大型通用有限元軟件——ANSYS作為平臺，對波紋芯材夾芯結構和格構芯材夾芯結構復合材料分別建立實體有限元模型，通過計算機數值模擬計算，對兩種夾芯結構的相關力學性能進行模擬。通過選定具體的幾何尺寸和材料參數，模擬計算出兩種夾芯結構的彈性模量、剪切模量和泊松比，將

3、模擬計算結果與理論推導的計算結果比較，驗證了等效力學模型的合理性和準確性。
　　最后，從夾芯結構的實際情況出發(fā)，對波紋芯材夾芯結構和格構芯材夾芯結構復合材料進行了相關力學性能試驗，測量了結構的彈性模量。將試驗結果與理論計算結果對比，再次驗證了針對兩種夾芯結構建立的等效力學模的正確性，確保其具有一定的可行性。
　　從計算機仿真模擬結果和試驗研究得到的結果來看，本文提出的針對波紋芯材夾芯結構和格構芯材夾芯結構復合材料的等效力學模