利用周期性缺陷提高蜂窝芯材抗屈曲强度

摘要整理

复合材料夹芯结构因其优异的弯曲刚度与质量比而广泛应用于航空航天、风力发电和海洋工程领域。夹芯结构的性能主要取决于其上下表面复合材料层的刚度和强度。然而，当夹芯结构受到横向冲击或集中横向载荷时，芯材易发生局部屈曲失效，进而导致整个夹芯结构的破坏。为防止此类失效，需要开发具有更高抗屈曲强度的芯材。但目前提高夹芯结构芯材抗屈曲强度通常伴随质量增加。本研究以六边形蜂窝芯材为研究对象，通过在其胞壁上引入周期性缺陷来提高抗屈曲强度，同时不增加结构质量。所引入的缺陷采用正弦波形式，作为胞壁的扰动施加。利用有限元仿真确定缺陷对胞壁的影响效果，并优化缺陷水平以获得显著的抗屈曲强度改善。研究结果表明，通过引入最少量的正弦周期性缺陷，蜂窝芯材的抗屈曲强度可提高30%以上。

相关论文