点阵增强型复合材料夹层结构制备与力学性能

       选用H-60 PVC泡沫、四轴向玻璃纤维布以及乙烯基酯树脂，通过在PVC泡沫芯材上、下表面开正交布置的齿槽及沿芯材厚度方向穿孔，采用先进的真空导入成型工艺，制备出在玻璃纤维面板与PVC泡沫芯材界面具有创新构型的点阵增强型复合材料夹层结构，研究结果表明：真空导入成型工艺充模速度快、成型效率高；点阵增强型复合材料夹层结构经乙烯基树脂柱增强后，其剪切与平压性能均有一定的提高，另外，通过三点弯曲与四点弯曲试验，观察了试件的典型受弯破坏形态；利用经典夹层梁理论预估了试件抗弯刚度和受弯极限承载力，理论预估值与实测值符合较好。

      大型／异型复合材料夹层结构构件可采用低成本且快速成型的真空导入成型工艺L vacuum in-fution molding process．VIMP)制备，该工艺方法灵活，能够一次成型带有夹芯、加筋、预埋的大型结构件，且成型工艺绿色环保，已成为复合材料领域的重要发展方向之，采用树脂基纤维面板和泡沫或轻木芯材的复合材料夹层结构可以达到理想的结构性能（如强度、刚度、疲劳和冲击韧性等），且具有轻质、耐腐蚀、电磁屏蔽等特点，可替代钢结构面板制造各种结构构件，从而大幅度提高军事设施、车辆、舰船、建筑、桥梁等结构性能和使用效果．如瑞典海军的轻型护卫舰Visby号，长73 m．舰上的部件如船体、甲板和上层建筑等大型构件均采用这种用真空导入成型工艺制造的复合材料夹层结构．目前，美国海军正全面展开真空导入制备复合材料夹层结构的研究．在我国风力叶片制造领域，这种真空导入成型工艺也已悄然兴起，并逐步向舰船领域渗透，在建筑领域，美国、澳大利亚等国家已采用真空导入成型工艺一次成型大跨建筑屋盖、桥面板、道面垫板、轻便舟桥等大型构件，在我国，不仅在结构加固领域广泛应用复合材料，而且用其作为结构构件的应用也正方兴未艾，如用于混凝土结构的纤维筋和预应力筋、斜拉桥的纤维拉索、拉挤成型玻璃钢空腹桥面板等．但采用真空导入工艺快速制备具有夹芯材料的复合材料夹层结构作为建筑结构件的研究与应用目前尚处于空白阶段，为此，本文在传统复合材料夹层结构制备与研究的基础上，设计并制备了适合真空导人型工艺的点阵增强型(grooved perforation sandwich，GPS)复合材料夹层结构，对其剪切、平压与抗弯性能及破坏形态进行了实验研究，并应用经典夹层梁理论预估了其极限承载力，以促进其作为新型建筑材料在我国推广应用．

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