全复合材料互锁三角形蜂窝夹芯结构的制造与力学性能：实验研究与数值分析

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互锁复合材料蜂窝结构具有高比强度、高比刚度、加工便利、成本低廉等优势，在航空航天、海洋、建筑及土木工程领域具有重大应用潜力。本研究提出了一种全复合材料互锁三角形蜂窝（CITH）的有效制造方法，并系统研究了蜂窝及其对应夹芯结构（CITHSS）的准静态力学性能。通过实验测试分析了CITH和CITHSS的基本力学性能，并通过拉伸实验测得构成CITH的开槽碳纤维片的有效强度和刚度系数。基于连续等效方法建立了CITH的面内刚度模型，同时建立了CITHSS的失效强度模型，预测了三点弯曲和边缘压缩载荷下的失效模式。实验结果表明，与互锁Kagome蜂窝和正方形蜂窝相比，CITH的比强度分别提高27.8%和24.4%，比刚度分别提高148.4%和8.3%。与铝蜂窝夹芯结构相比，CITHSS的压缩和弯曲比强度分别提高46.5%以上和15.2%。研究发现界面脱粘失效和边缘效应是CITHSS的主要薄弱环节。总体而言，CITH和CITHSS表现出优异的力学性能，为通过互锁技术制造复杂多功能复合材料蜂窝提供了可行方案。

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