以铝蜂窝为夹芯的玻璃纤维增强复合材料夹层结构弯曲性能研究

摘要

针对汽车结构的轻量化，探究夹层复合材料的三点弯曲失效行为、载荷-位移特性及能量吸收特性。该夹层结构由2层玻璃纤维增强树脂复合材料面板与1层铝蜂窝芯层构成，研究铝蜂窝边长、壁厚和芯层高度对材料弯曲峰值载荷与能量吸收性能的影响，进而明确材料在铝蜂窝纵向(L)和横向(W)能量吸收特性的差异。研究表明：随着铝蜂窝芯层高度的增加，试样的弯曲峰值载荷和总能量吸收能力均有所提升，芯层高度由5 mm提高到15 mm时，试样沿纵向和横向弯曲峰值载荷分别提高60.55%和88.77%,但芯层过高易引发材料的局部屈曲；铝蜂窝边长减小可提高芯体支撑刚度，增强抗弯性能与能量吸收效率；在相同参数下，纵向试样的能量吸收总量和峰值载荷均优于横向成型试样，其破坏过程表现为更稳定的渐进压溃，而横向试样易发生剪切失效。

关键词

夹层结构 / 玻璃纤维增强复合材料 / 三点弯曲 / 弯曲刚度

基金资助

国家自然科学基金项目(12362012); 内蒙古自治区高校创新科研团队计划(NMGIRT2402); 内蒙古高等学校基础研究计划基金(JY20230103)