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仿生玻纤增强复合材料夹芯板横向剪切模量的实验与数值研究

Experimental and numerical study of transverse shear modulus for bioinspired glass fiber‐reinforced polymer sandwich core

Muthukumaran Gunasegeran, P. Edwin Sudhagar · Vellore Institute of Technology University
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期刊 / 来源Polymer Composites
卷/期/页43 / 5 / 2683-2697
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关键词:玻纤增强复合材料夹芯板横向剪切模量仿生结构蜂窝夹芯数值模拟自由振动分析轻量化设计

摘要整理

蜂窝夹芯板因其优异的比刚度性能在航空航天、汽车和海洋工业中得到广泛应用。虽然六边形蜂窝是最常见的夹芯结构,但轻量化结构设计的新可能性近年来不断涌现。本研究对玻纤增强复合材料蜂窝夹芯(GFRP-HC)和玻纤增强复合材料仿生波纹夹芯(GFRP-CBIM)的横向剪切模量进行了系统评估。采用动力学替代技术进行的实验结果与数值模拟结果吻合良好。对含有波纹蜂窝和仿生夹芯的GFRP夹芯梁进行了数值自由振动分析,结果表明CBIM夹芯的固有频率高于传统蜂窝夹芯。通过改变夹芯的边长和圆角半径,对仿生夹芯进行了进一步的参数化数值分析。改进型仿生夹芯模型-03(MBIM03)相比传统蜂窝夹芯表现出更优的综合性能,在低密度、高刚度和大能量吸收能力的工业应用需求中展现出良好的应用前景。

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