1、复合材料夹层结构2017.3.1412先进复合材料的重要发展方向轻量化 高性能 低成本三维增强夹层结构复合材料力学特性复合工艺概述概述3概述加入芯材的目的 是维持两面板之间的距离，这一距离使夹层面板截面的 惯矩 和 弯曲刚度 增大。由于芯材的比重小，所以用它制成的夹层结构能在同样承载能力下， 大大减轻结构的自重 。夹层结构 由 三层以上的材料或结构组成 的复合结构，有两层薄而高强度的 面板结构 ，其间夹着一层厚而极轻的 芯材 。这是为了满足轻质高强要求而发展起来的一种结构形式。4夹层结构的 面板材料 可以是玻璃钢板、塑料板、铝板、胶合板等。它是夹层结构的 主要受力部分 。夹层结构的 夹芯材料
2、有蜂窝芯材、泡沫塑料、强芯毯、软木等，它在夹层结构中起 连接和支撑面板 的作用，承受的是剪切应力。夹层结构的 优点 很多，如比强度高、比刚度高、结构稳定性好、承载能力高、耐疲劳、抗振动、隔音、隔热等。5新型轻质夹层结构复合材料新型轻质夹层结构复合材料Z-pin夹层结构Z向缝合夹层结构连体织物夹层结构点阵夹芯结构 6下面板上面板承力柱泡沫芯材Z向缝合夹层结构 突出平压强度 优异耐久性 良好隔热隔声性主要几何参数 承力柱高度 承力柱分布密度 承力柱细度7Z向缝合夹层结构泡沫芯材上面板内层 承力柱纤维上面板外层下面板内层下面板外层缝合工艺8Z向缝合夹层结构应用领域9在泡沫塑料中植入与外表面呈一定角度
3、的单向纤维针状物 （ 即Z-pin） 形成网架结构 与传统的蜂窝夹层结构相比 ， 突出的抗剪强度 、 抗压强度 、 抗冲击强度及耐久性 面芯粘结不需要其它胶粘剂Z-pin夹层结构主要几何参数 Z-pin植入角度 Z-pin细度 植入密度10Z-pin植入工艺植入工艺Z-pin夹层结构缝合工艺11Z-pin夹层结构应用领域12Z-pin夹层结构13三维间隔连体织物是一种层与层之间由连续纤维芯柱相接而成一体呈空芯结构的编织物面层之间芯柱经向呈 “ 8”字形 ，纬向呈 “ 1”字形连体织物及复合材料 无面 /芯剥离 抗冲击性能优异面层纤维芯柱面层主要几何参数 芯柱高度 经纱密度 纬纱密度 间隔纱密度
4、14小型飞机座椅波兰的 Bilsam aviation制造的轻型运动飞机 Sky Cruiser制备多层吸波材料应用于 F/A-18E/F应用领域连体织物及复合材料15连体织物及复合材料应用领域16织物夹层结构17织物夹层结构18织物夹层结构19织物夹层结构20点阵夹芯结构高比强度点阵夹芯结构 ， 也称为“ 类桁架结构 ” 。 是通过模拟分子点阵构型而设计出来多孔有序微结构的仿生结构 ， 类似于现有的空间网架 ， 只是在尺寸上要小的多高比刚度多功能21点阵夹芯结构应用领域点阵夹芯结构应用于卫星结构 ， 其大的空隙为热控元件提供了安置空间 ， 无需在结构中挖掘空洞 ， 保持了结构完整性22点阵夹
5、层结构23点阵夹层结构24点阵夹层结构25芯材的制备芯材与蒙皮的胶接蒙皮的成型芯材的承压能力与压力传递传统夹层结构26传统芯材制备工艺（一）玻璃布蜂窝（二） Nomex蜂窝（三）铝蜂窝传统夹层结构27（一）玻璃布蜂窝1、玻璃布及粘接剂的选择玻璃布蜂窝夹层通常都选用 未脱蜡的平纹布 ，因为平纹布不易变形，不脱蜡可以防止树脂胶液渗到玻璃布的背面，产生粘连现象。 常用的 玻璃布 有 0.1mm、 0.12mm、0.16mm、 0.2mm厚的无碱平纹布。玻璃布的选择28制造玻璃布蜂窝的粘接剂品种有 热固性 的粘接剂，也有 热塑性 的粘接剂。它的选择是 根据制造蜂窝夹层结构时的工艺条件和浸胶时的使用的树脂种类 而定。目前常选用的蜂窝粘接剂有 环氧树脂、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛。粘接剂的选择29蜂窝方向的规定30
