K-cor增強泡沫夾層結構制備與力學性能研究.pdf

1、K-cor增強泡沫夾層結構是采用Z-pin技術對傳統(tǒng)泡沫夾層結構進行縱向增強的一種新型復合材料，具有比蜂窩夾層結構及傳統(tǒng)X-cor夾層結構更優(yōu)越的性能。K-cor夾層結構作為新型泡沫夾層結構，目前在國外的研究剛剛起步且國內(nèi)幾乎沒有相關文獻報道，故其制備工藝及力學性能研究均處于探索階段。在查閱國外相關文獻的基礎上，本文重點研究了環(huán)氧K-cor夾層結構中不完全固化Z-pin的拉擠成型工藝及其壓彎工藝；結合差示掃描量熱法及通過顯微鏡觀察固化成

2、型后K-cor內(nèi)部Z-pin受損情況，較好地確定了不完全固化碳纖維/環(huán)氧Z-pin拉擠工藝參數(shù)；通過Z-pin與面板的交聯(lián)結合程度測試，成功制備環(huán)氧K-cor增強泡沫夾層結構。
　　首先對同一Z-pin植入?yún)?shù)、相同樹脂體系K-cor、X-cor及空白泡沫夾層結構進行滾筒剝離測試，結果顯示K-cor滾筒剝離強度遠遠大于X-cor及空白泡沫夾層結構。進而制備了多種規(guī)格的環(huán)氧K-cor夾層結構和相應的空白泡沫夾層結構試樣，分別研究了相

3、同直徑下不同Z-pin植入角度及Z-pin植入密度對K-cor夾層結構平面拉伸、壓縮及剪切性能的影響。測試結果表明，在相同Z-pin直徑和植入角度下，植入密度越大，其拉伸，壓縮及剪切強度越大，拉伸及剪切模量越大，拉伸強度主要取決于Z-pin與蒙皮的膠接強度；當Z-pin的體積含量增加，芯材與蒙皮的膠接程度增加，拉伸強度增大；在相同植入密度下，隨著植入角度的增加，平拉強度、平壓強度和模量增加，剪切強度和模量均降低，壓縮過程中載荷主要由Z-

4、pin承擔，Z-pin植入角度越大，抵抗變形能力變大，壓縮強度增加。
　　通過失效模型觀察分析，夾層結構強度主要取決于Z-pin端部與蒙皮的結合強度。X-cor夾層結構中Z-pin與面板有效接觸長度為1mm，由于Z-pin高度固化，其與面板的結合強度主要取決于機械嵌合，而K-cor夾層結構中Z-pin折彎在泡沫與面板之間部分長5mm，不完全固化的Z-pin與面板主要發(fā)生交聯(lián)結合。加熱固化時，有效長度為5mm的交聯(lián)結合強度將比1mm