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閉孔泡沫鋁夾層結(jié)構(gòu)耐撞性研究（五）

泡沫鋁夾層結(jié)構(gòu)準(zhǔn)靜態(tài)彎曲性能研究（2）

2.2實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及方法介紹

2.2.1實(shí)驗(yàn)試件

本研究所用到的夾層結(jié)構(gòu)為單芯層平面夾層結(jié)構(gòu)，即夾層結(jié)構(gòu)由兩個(gè)面板、一個(gè)完整的芯層和兩層用于連接每個(gè)面板與芯層之間的膠膜組成。本研究中所有的夾層結(jié)構(gòu)試件的面板材料為三種材料中的一種，即為鋁合金(A?6061)、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 (CFRP)和玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(GFRP),芯層為閉孔泡沫鋁材料，面板與芯層之間用膠膜LOCTITE EA9628 AERO固結(jié)。本研究中所涉及的試樣具體制作方式如下：首先，需要說明的是，鋁合金夾層結(jié)構(gòu)與纖維增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)(面板為碳纖維與玻璃纖維)在制作過程中存在一定的差別；對(duì)于鋁合金夾層結(jié)構(gòu)而言，首先需要將尺寸為300×300mm2的面板和泡沫芯層打磨，然后用丙酮對(duì)打磨后的面板和芯層進(jìn)行清理，去除碎屑和殘?jiān)僖来螌X合金面板、泡沫芯層和膠膜按順序鋪好；對(duì)于纖維增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)而言，不存在將面板打磨這一步，只需要將打磨并清理干凈的芯層與一定層數(shù)的纖維增強(qiáng)預(yù)浸料以及膠膜按順序鋪好；最后將整塊夾層板(無論是面板為鋁合金還是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)放入熱壓機(jī)中，保持一定的壓力，加熱40分鐘溫度升至150℃，將溫度保持在150℃持續(xù)保溫30分鐘，最后通過水冷方式將固化成型的泡沫夾層結(jié)構(gòu)冷卻至室溫。根據(jù)夾層結(jié)構(gòu)彎曲試驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，試件在寬度方向的長(zhǎng)度要保證在四個(gè)胞孔以上，才能保證較好的重復(fù)性，因此本章所有試件的寬度取40mm；此外，本章所涉及到的夾層結(jié)構(gòu)彎曲試驗(yàn)均在120mm的跨距下實(shí)施，故試件在長(zhǎng)度方向的尺寸取180mm。

對(duì)鋁合金泡沫夾層結(jié)構(gòu)(面板材料為 A16061)而言，研究了泡沫鋁夾層結(jié)構(gòu)不同面板厚度、不同芯層高度以及不同芯層密度對(duì)其行為響應(yīng)和耐撞性能的影響；而對(duì)纖維增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)(面板材料為CFRP和GFRP)而言，僅研究了面板厚度對(duì)其行為響應(yīng)和耐撞性能的影響。需要特別說明的是，纖維增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)的面板厚度是按制成纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的預(yù)浸料層數(shù)計(jì)算，即采用纖維增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)的上面板或者下面板預(yù)浸料分別為4、6和8層，厚度約為1mm、1.5mm和2mm。

此外，碳纖維增強(qiáng)預(yù)浸料和玻璃纖維增強(qiáng)預(yù)浸料具有相同的密度，這就排除了在研究不同面板材料時(shí)，兩種復(fù)合材料面板的質(zhì)量對(duì)夾層結(jié)構(gòu)性能的影響。本章試驗(yàn)所用到夾層結(jié)構(gòu)的編號(hào)及參數(shù)如表2.1所示。

表2.1夾層結(jié)構(gòu)三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)試件編號(hào)及尺寸