CFRP圆形胞元蜂窝芯层面外剪切模量

作者：周星驰^*; 唐振刚; 周徐斌; 杜冬; 孔祥宏; 刘兴天

来源：复合材料学报, 2018, 35(10): 2777-2785.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20180202.001

• 夹层结构
• 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)
• 圆形胞元蜂窝
• 面外剪切模量
• 双剪试验

为了减少卫星的热变形,将碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)材料圆管周期排布获得新型圆形胞元蜂窝芯层。考虑无论是Ressiner理论还是商业有限元软件ABAQUS,层合板计算热变形时,芯层的面外剪切模量均很重要,因此对CFRP圆形胞元蜂窝芯层的面外剪切进行了研究。分别从应力与应变的角度基于能量等效原理求出圆形胞元蜂窝芯层的面外剪切模量公式。以T300/环氧材料的工程常见铺层为例,比较基于ABAQUS软件计算所得剪切模量仿真解与公式计算所得理论解,其最大误差仅为10.4%,证实公式对于CFRP材料的适用性。同时用(±45°)2铺层的T300/环氧芯层完成双剪试验,试验结果与理论结果误差为24.1%,与前人研究的铝蜂窝面外剪切模量理论解与试验解的误差相近。最后通过仿真手段证实,24.1%的误差对整体夹层结构影响较小,说明公式具有良好的工程应用价值。为以后CFRP圆形胞元蜂窝芯层的设计提供重要基础。

• 单位
  上海卫星工程研究所