整体夹芯中空复合材料的研究.pdfVIP

structure Highperformancecomposltemanufacturing 整体夹芯中空复合材料的研究木 中材科技股份有限公司 匡 宁 张建钟 杨朝坤 张立泉 黄学峰 南京航空航天大学航空宇航学院 周光明 [摘要】 研究了整体夹芯中空复合材料的织物织造技术和复合成型工艺，制作了满足要求的试验 件。对整体中空夹层复合材料拉伸、压缩和双层剪切等性能进行了试验研究，并与类似的蜂窝夹层材料 进行了性能对比。 关键词：整体夹芯 中空织物 点阵结构 整体夹芯中空复合材料最早由荷兰的Parabeam的整体夹芯中空复合材料，克服了传统蜂窝、泡沫芯材 BV公司开发，国外称之为三明治结构(3Dsandwich 等夹层复合材料易分层、耐冲击性能差的缺点。因此， stmcture)，经过10能满足大多数填充、间隔、隔热和承载结构的要求。 stnlcture)、平行梁结构(paragirder 多年的开发与推广，国外已广泛运用于储罐的夹层、船 身材料、小型飞机机身、箱式保温车、叶片芯材、间隔材 料及地板等零部件。该材料具有高强度、耐压、耐磨损、 隔热、抗冲击和抗断裂性能优良的优点，因此，能满足 大多数填充、间隔、隔热和承载结构材料的要求。 国内对该材料的研究虽然较晚，但进展迅速，目前 已由中材科技股份有限公司成功开发出具有自主知识 产权的整体夹芯中空织物，并已形成多种规格。国内外 已陆续开发出多结构、多夹层、不等高度等特殊结构的 夹芯中空材料。随着高性能复合材料对点阵类材料的 期望，当前及今后一段时间内，该材料的开发方向是通 过空间芯部形态的优化设计，开发出力学性能更佳的 三维整体纤维编织类点阵材料。 (b)复合体效果 图1 “8”字形空间效果和复合体效果 1整体夹芯中空材料的工艺特点 and effect Fig．1 “8”sh印espacecomplexdiagram 整体夹芯中空复合材料是一种新型的夹芯材料， 构成三明治结构的基础是构成表层的经纱、纬纱和连 2预制体的织造与成型 接2个表层并形成芯部的经纱，该材料的预制体(织 2．1预制体的织造 物)由100％的E—GLASS纤维织造而成，其典型空间 整体夹芯中空复合材料预制体的织造采用三维机 特征形态是芯部沿经向呈现出“8”字形(如图1所示)。 织工艺(如图2所示)，该工艺把织物分成2组织造体 芯部“8”字单元在上下2层平板之间2个方向 系，一组负责织造表层组织(织物的上下2个层面)，另 (X—y向)的间距可以设计确定，芯部“8”字单元的高低 一组负责织造芯部组织。整体夹芯中空复合材料预制 (z向)也可以在2。30mm范围内根据使用要求变化； 体的织物组织采用特殊的“逆向”交织结构(如图3所 上下2层平板的厚度及芯部纤维的粗细也可以调节。 示)。图中经纱1、2与纬纱3交织形成上层面，经纱4、 因此，该结构材料具有很强的可设计性。由于其预成型 5与纬纱6交织形成下层面，绒经7、8分别连