复合材料夹层结构介绍

复合材料夹层结构

复合材料夹层结构是一种层合复合材料的特殊形式，它是由不同材料相互粘接组合，通过利用各个组分的性能特点达到整个系统组成的结构优势。

简单的复合材料夹层结构由三部分组成：面板，芯材和胶接，通过胶接在前面两个组分之间传递载荷。

复合材料夹层结构能够达到的作用是通过让轻质、有一定厚度的芯材承受剪应力，同时将两个相对比较坚韧、薄的承载面板隔开。这和工字梁的肋板将上下缘隔开的道理几乎是一样的。芯材和肋板充担相同的结构功能，即承受横向载荷。

当然芯材是承受各个方向的横向载荷，但是肋板只能承受梁方向内的横向载荷。这样，通过增加芯材的重量，通常也就是几个百分点，大大提高结构承载能力。

夹芯理念的高强度与重量比使其能被应用在各种领域——更高速、更远程、更强的有效载荷能力或减少能量需求——以上特点都会带来更好的操作经济性。

夹芯复合材料可以提供很好的动态性能，这就使其成为要求具有抗震荡和抗冲击载荷领域的理想材料。

结构泡沫材料都是闭孔结构，因此实际上水分不能进入，具有极低的吸水性。

结构泡沫芯材具有优良的隔音隔热性能，这样就没有必要使用额外的隔音隔热材料，而这些额外的隔音隔热材料通常会增加结构件的重量和费用。

在以泡沫为芯材制作复合材料复合材料夹层结构时，通常采用层合工艺。加压和加热时，建议使用厚度控制垫块，特别是当固化在模压模具中进行时。以免超出泡沫弹性蠕变下限。

为了将泡沫复合材料夹层结构构件推广到大载荷、轻质结构，一个重要途径是增加其剪切强度。因为泡沫芯材的性能的提高往往是通过增加密度来实现，因此必须寻找一个能将增强纤维和泡沫芯材相互结合的途径。

一个结构上非常成功的方法是加上45度向贯穿的腹向结构，大小尺寸可根据应力要求调整。泡沫芯材和蒙皮之间的良好的界面性能对提高结构冲击损伤性能有所帮助。可以用Z方向纤维增强材料提高蒙皮和泡沫芯材之间的界面性能。研究和应用表明，针刺和缝纫是提高泡沫芯材性能的有效途径。