【摘要】：X-cor泡沫夾層結構是一種通過Z-pin技術增強泡沫夾芯的新型高性能夾層結構。在低速沖擊下,X-cor夾層結構損傷失效機制復雜,通過在不同能量階段對X-cor夾層結構失效行為進行分析,討論Z-pin植入體積分數(shù)和泡沫芯材密度對失效行為的影響。低速沖擊試樣規(guī)格為Z-pin直徑0.5 mm、植入角度為22°,分別改變泡沫類型和Zpin植入體積分數(shù)進行實驗,結果表明:6 J沖擊能量下,沖擊能量主要由面板分層承擔,相對于未植入Z-pin試樣,隨著Z-pin植入體積分數(shù)的升高,面板分層面積最多減少了45.1%,而泡沫密度對分層面積影響不大;12 J沖擊能量下,部分Z-pin發(fā)生失效,通過剩余壓縮強度比發(fā)現(xiàn),隨著Z-pin植入體積分數(shù)的增加,剩余壓縮強度比先增大后減小,植入體積分數(shù)為0.42%時最高,而此時泡沫密度增加,剩余壓縮強度比也隨之增加;當能量到達18 J時,芯材開始出現(xiàn)剪切裂紋,同時吸收大部分能量,較弱的芯材剩余壓縮強度比大,而Z-pin植入體積分數(shù)越大,剩余壓縮強度比反而越小。采用數(shù)值模擬的方法建立低速沖擊模型,并將沖擊后的結果直接傳遞應用于剩余壓縮強度模型中,得到的結果比實驗值偏高25%~29%。
[Abstract]:X-cor foam sandwich structure is a new type of high performance sandwich structure which enhances foam core by Z-pin technology. The damage and failure mechanism of X-cor sandwich structure under low speed impact is complex. The effects of volume fraction of Z-pin implantation and density of foam core on failure behavior of X-cor sandwich structure are discussed by analyzing the failure behavior of X-cor sandwich structure at different energy stages. The low velocity impact specimen was tested with Z-pin diameter 0.5 mm, implantation angle of 22 擄, the foam type and the volume fraction of Zpin implantation were changed respectively. The results showed that the impact energy was mainly borne by the panel layers under the impact energy of 6 J. Compared with the unimplanted Z-pin specimen, with the increase of the volume fraction of Z-pin implantation, the lamination area of the panel decreased by 45.1%, while the foam density had little effect on the stratified area. At 12 J impact energy, partial Z-pin failure occurred. It was found that with the increase of Z-pin implantation volume fraction, the residual compressive strength ratio increased first and then decreased, and reached the highest at 0.42% implantation volume fraction. At the same time, the density of foam increases, and the ratio of residual compressive strength also increases. When the energy reaches 18 J, the core begins to appear shearing cracks and absorbs most of the energy at the same time. The lower the residual compressive strength ratio of the core is, the larger the volume fraction of Z-pin implantation is, the smaller the residual compressive strength ratio is. The low speed impact model is established by numerical simulation, and the results after impact are directly transferred to the residual compression strength model. The obtained results are 25% higher than the experimental values.
【作者單位】： 南京航空航天大學材料科學與技術學院;
【基金】：航空科學基金項目(2015ZE52049)
【分類號】：TB332

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本文編號：2414614