纸蜂窝夹层管的轴向跌落冲击缓冲吸能特性研究

借鉴多边形管和瓦楞夹层管的设计思路,提出了纸蜂窝夹层管;通过轴向静态和轴向跌落冲击动态压缩实验,研究了正多边形纸蜂窝夹层管的缓冲吸能特性,分析了管方向、管横截面边数、管长比和跌落冲击能量对纸蜂窝夹层管缓冲吸能特性的影响。结果表明,在轴向静态压缩条件下,纸蜂窝夹层管的渐进屈曲变形模式明显,X向管的屈服强度比Y向管的高14.8%,而压溃强度比Y向管的低7.0%。随着管横截面边数的增加,纸蜂窝夹层管的行程利用率呈上升趋势,而比吸能、压缩力效率、比总体效率都呈下降趋势。在轴向跌落冲击载荷作用下,纸蜂窝夹层管也发生渐进屈曲变形,X向正四、正五、正六边形管的比吸能、比总体效率都优于Y向管,而行程利用率小于Y向管。随着管长比的增大或管横截面边数的增加,纸蜂窝夹层管的比吸能、行程利用率和比总体效率都呈明显下降趋势;随着跌落冲击能量的增大,比吸能、行程利用率和比总体效率总体呈上升趋势。

蜂窝夹层结构中粘结剂层的建模与仿真

为分析夹层结构制造过程中粘结剂层对表面质量的影响,以聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)为主要研究对象,在有限元分析软件ABAQUS中进行建模分析,通过加热和加压2个过程研究在夹层结构的热压制造过程中粘结剂对表面质量的影响,结果表明:当仅考虑加热过程时,由于粘结剂的粘弹性,随着温度的升高,PMMA变软,导致表面波纹度增大;当仅考虑加压过程时,粘弹性对表面波纹度几乎无影响;当热压耦合时,表面波纹度比单独考虑加热或加压的更大;粘结剂越软,表面波纹度越大。通过调整粘结剂的特性,可以有效控制夹层结构的表面质量,从而提高产品的整体质量。

聚乙烯泡沫单填充纸蜂窝夹层管的轴向缓冲吸能特性

借鉴波纹管、夹层管和泡沫填充管等设计思想,利用纸蜂窝和聚乙烯泡沫这两种优质缓冲吸能材料,提出聚乙烯泡沫单填充正多边形纸蜂窝夹层管的设计思路。通过静态和动态轴向压缩试验分析,研究这类结构的轴向缓冲吸能特性,探讨结构参数、跌落冲击参数对变形特征和关键吸能指标的影响,为其结构设计与性能优化提供参考。结果表明,在轴向静态压缩情况下,单填充纸蜂窝夹层管发生渐进屈曲变形且泡沫发生非均匀变形,X向管的屈服强度、压溃强度和塑性平台应力均优于Y向管。随着管横截面边数的增加,单填充管的比吸能、行程利用率和比总体效率都呈下降的趋势。在轴向跌落冲击载荷作用下,X向管的比吸能、比总体效率都高于Y向管,而行程利用率低于Y向管。随着管长比或管横截面边数的增加,管的比吸能、行程利用率和比总体效率都有明显的下降,而随着跌落冲击能量的增加,管的比吸能、行程利用率和比总体效率近似于线性增加。

纸蜂窝夹层板主共振频率的影响因素

目的研究芯层结构因素和静应力因素对纸蜂窝夹层板-质量系统主共振频率的影响。方法采用正弦振动试验测试纸蜂窝夹层板-质量系统的振动传递特性,分析不同静应力作用下不同蜂窝芯的纸蜂窝夹层板-质量系统的主共振频率变化规律。结果纸蜂窝夹层板-质量系统的主共振频率在150～350Hz之间;蜂窝芯结构及芯层材料影响纸蜂窝夹层板的刚性,从而影响系统的主共振频率;载荷质量变化引起静应力的变化,也会影响系统的主共振频率。主共振频率均随蜂窝胞元边长、纸板厚度、芯纸定量及静应力的增大而降低。结论可为纸蜂窝夹层板的振动传递特性研究提供基础,有助于不同材质蜂窝夹层板的优化设计。

六角形纸蜂窝夹层板能量吸收研究进展

分析了纸蜂窝夹层板动静态压缩试验方法及不同结构参数的纸蜂窝夹层板动静态缓冲吸能特性。试验结果表明,平台应力是蜂窝胞壁厚跨比的幂指数函数。引入压缩密实化应变概念,构建了纸蜂窝材料压缩密实化应变评估方程。将纸蜂窝夹层板压缩应力应变曲线简化为线弹性区、平台区和密实化区,构建了纸蜂窝夹层板能量吸收曲线理论模型。基于纸蜂窝夹层板动静态压缩试验,可构建纸蜂窝夹层板二维能量吸收图,以便更好地表征纸蜂窝夹层板的缓冲性能,并指出了该研究有待进一步完善之处。

冯·卡门外形夹层结构整流罩成型工艺研究

对冯·卡门外形纸蜂窝夹层结构整流罩成型技术进行了研究。通过对纸蜂窝芯拼接、定型工装和夹层结构整流罩成型工装、蒙皮铺层工艺、过渡区成型工艺、复合材料罩体厚度控制工艺的研究,确定了球头、曲线段、筒段一体成型工艺和夹层结构整流罩罩体共固化成型工艺。结果表明:采用纸蜂窝芯材、玻璃钢蒙皮夹层结构共固化技术制造的冯·卡门外形纸蜂窝夹层结构整流罩,满足设计使用要求。