钛/FRP混合夹芯结构：短梁试样面内弯曲性能研究

摘要整理

采用FRP（纤维增强复合材料）蒙皮与金属晶格芯体组成的新型夹芯结构，两者均具有高比强度和比刚度，是在保持轻量化的同时实现更优机械性能的有效途径。弯曲应力是汽车结构框架构件中常见的载荷模式，但面内载荷方案的研究相对缺乏，而面外载荷已有较多研究。本研究重点考察了面内载荷配置下短梁试样的力学响应。选用三种不同复合材料作为蒙皮材料进行对比分析：两种不同织法的碳纤维增强复合材料（CFRP）和芳纶纤维增强复合材料（AFRP），同时研究了全钛试样。试验结果表明，CFRP和AFRP试样的最大载荷和断裂时最大位移相近，而全钛试样强度更高。在载荷-位移曲线特征上，初期呈线性阶段，随后出现小幅载荷下降，归因于纤维断裂。CFRP试样表现为蒙皮纤维的脆性断裂，而AFRP试样则观察到纤维毛化现象。研究结果为钛/FRP混合夹芯结构在汽车轻量化应用中的设计优化提供了参考。

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