纤维柱增强泡沫夹芯板的压陷行为研究
主世勋
季宝峰
王群
（北京宇航系统工程研究所，北京100076）
文摘为了研究纤维柱增强复合材料夹芯结构静态压陷力学行为，通过李兹方法与叠加原理相结合，建立全新的纤维柱增强复合材料夹芯结构的压陷力学模型，该模型回避了计算结构应变能的困难。通过理论计算可以得出，与传统泡沫夫芯结构相比，纤维柱增强复合材料夹芯结构很大程度上限制了压陷区的扩展，降低了结构的压陷损伤，有效提高了结构的刺余强度。
关键词局部压陷，纤维柱增强泡沫夹芯结构，叠加模型
中图分类号：TB332
DOI:10. 3969/j. issn. 10072330.2016. 01. 009
IndentationStudyof FoamSandwichStructuresReinforcedbyFiberColumns
WANGShixun
JIBaofengWANGQun
(Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering,Beijing100076）
Abstract Static indentation responses of foam sandwich structures reinforced by fiber columns (FSSRFC) are investigated theoretically. Based on the superposition principle, a new model is established for predicting the indenta-tion response of sandwich structures. It should be pointed out that this model does not need to calculate the strain en-ergy stored in the structure which is usually difficult to be determined. By theoretically calculation, FSSRFC can re-esoaeooeoaana structures., This is very valuable to investigate the dynamic problem for this structure due to indentation response of FSSRFC is the foundation of their dynamic features
Key words Indentation,FSSRFC,Superposition model
0引言
复合材料夹芯结构凭借高的比刚度，目前已被广泛应用在航空、航天等领域。由于夹芯结构在遭受某些冲击载荷后的破坏现象是难以察觉的，所以研究复合材料夹芯结构在冲击载荷下的力学响应及破坏间题是近年来夹芯结构研究的热点。Olsson1]指出将结构的冲击分为低速和高速是不恰当的，而以冲击物与结构有效质量的比值进行分类才是更为合适的提法。他同时指出，当比值M冲由/m有效≥4(大质量比）的时候结构响应与准静态响应相同。工具的坠落、飞机跑道的碎片、冰苞等工程中常见的冲击现象都可归结为“大质量比”的冲击过程。
Olsson[2-3]预报了“大质量比"的压陷力与压陷位移的响应。Wen等[4]研究了夹芯板在半圆形压头作用下的准静态和动态响应。Hoo Fatt[5-6]对于夹芯结
收稿日期：2015-10-19
基金项目：国防基础科研项目（A0320131001）
构的冲击响应建立了准静态和动态的力学模型，并研究了不同边界条件下的冲击响应(图1)。
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纤维柱
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压卖
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芯体
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面板
图1纤维柱增强夹芯结构
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Fig. 1 Foam sandwich structures reinforced by fiber columns Soden[71建立了夹芯梁压陷行为的力学模型。至今，对于纤维柱增强泡沫夹芯结构压陷行为的研究
作者简介：王世助，1982年出生，博士，高级工程师，主要从事壳体及待殊功能结构设计工作。E-mail：shixum100@163.com
宇航材料工艺http：//www.yhelgy.com2016年第1期万方数据
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