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铝蜂窝板的力学性能指标

作者:admin1   发布时间:20-10-10 05:24

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在铝蜂窝板的各项力学性能指标中,其面外压缩性能和弯曲性能是尤其重要的。

1、铝蜂窝板的平压性能

许多专家学者对铝蜂窝板的平压性能进行了分析与研究后得出结论:铝蜂窝板的压缩变形主要由蜂窝壁板的轴向变形来承担,其压缩过程都会经历弹性变形、弹性屈曲、塑性屈曲、蜂窝芯大变形( 也称密实强化或折叠) 阶段,但是压缩过程的各阶段又因蜂窝材料和制造工艺不同而有所不同。若铝蜂窝板采用胶结法制备,则在弹性变形阶段会发生蜂窝芯-面板胶的弹性失稳,采用钎焊法制备则只有蜂窝芯的弹性变形。经历弹性变形阶段后,若蜂窝结构由合成橡胶等弹性材料制成,则其孔壁产生弹性屈曲,在应力-应变曲线上出现一个长的、几乎是平坦的平台。

若蜂窝结构由铝合金等塑性材料制成,蜂窝壁板则产生塑性屈曲或轴向屈服;若孔壁由蠕变材料制成,则蜂窝结构会产生蠕变;而若其由脆性材料制成,则它会以脆性方式发生压碎和断裂。大连交通大学的迎春分别对镁芯蜂窝板和铝芯蜂窝板的承压力学性能进行研究,结果表明:蜂窝板的压缩强度主要取决于蜂窝芯的压缩强度,通过增加芯材的厚度或提高其材料特性可提高铝蜂窝板的压缩强度。另外,井玉安通过对Q215普碳钢蜂窝夹芯板的面外压缩实验进行研究发现,在影响蜂窝力学性能的结构参数中,以胞壁厚度对初始压缩强度和峰值抗压强度的影响最大,胞壁边长的影响次之,而面板和夹芯厚度的影响最小。

2、铝蜂窝板的弯曲性能

铝蜂窝板在很多情况下要承受弯曲载荷,且由于壁板在弯曲载荷下,有受压区,也有受拉区,受力情况较为复杂,所以研究铝蜂窝板在弯曲载荷下的响应也是很有必要的。徐朝阳对木质蜂窝夹芯材料的力学性能进行研究后指出蜂窝板弯曲时往往出现芯部剪切屈曲、芯部剪切破坏、面板屈曲和面板屈服这四种典型的破坏模式,但迎春对胶结镁芯蜂窝板的弯曲性能进行研究却发现镁芯蜂窝板在面板胶层脱胶后便无法继续承载,而没有出现木质蜂窝板的面板屈曲和屈服,这主要是由于蜂窝面板用胶的胶结强度远低于镁蜂窝芯的剪切极限程度造成的。

所以,通过提高胶结剂的性能也能够在一定程度上提高铝蜂窝板的弯曲承载性能,但是毕竟胶结剂性能的提高有一定限度,远不如钎焊形成的牢固的冶金结合强度高。另外,铝蜂窝板的结构参数对其弯曲性能也有明显影响,蜂窝芯壁厚和蜂窝孔边长的比值对弯曲性能有明显影响,随着此比值增大,弯曲强度和刚度都增大,且弯曲强度的增加更加显著;蜂窝芯高度对压缩性能和弯曲性能影响相反,蜂窝芯越高,弯曲性能越好但压缩性能较差。所以,可以通过选择合适的蜂窝结构尺寸和利用钎焊代替胶结来提高其承弯特性。

3、铝蜂窝板的其他力学性能

随着科学技术的发展以及数值仿真技术的快速发展,专家对铝蜂窝板的侧压、冲击力学性能以及其在有限元仿真时的静力和动力分析模型的建立等方面的研究有所关注。总而言之,今后对金属铝蜂窝板的研究范围会越来越广泛,从而研制出应用范围更广、整体性能更优的铝蜂窝板。

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