热膨胀工艺制备不同厚度泡沫夹芯复合材料的低速冲击性能

作者：闵伟; 程乐乐; 余木火; 孙泽玉^*

来源：复合材料学报, 2023, 1-14.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20230710.003

• 热膨胀工艺
• 泡沫夹芯复合材料
• 低速冲击
• 有限元分析
• 冲击后压缩

热膨胀工艺能够一体化成型各种泡沫夹芯复合材料。选择初始厚度为1 mm的可膨胀环氧泡沫预浸胶，通过控制模具型腔尺寸以控制不同成型压力制备4种不同厚度的泡沫夹芯板。以10 J和42 J冲击能量研究热膨胀工艺和芯材厚度对泡沫夹芯复合材料低速冲击性能的影响。通过ABAQUS有限元分析、超声C扫描对比试验数据分析了不同试样的损伤模式。通过冲击后压缩试验分析了不同试样的损伤容限。结果发现更高膨胀倍率的泡沫芯子，产生更低的膨胀力，泡沫夹芯板的抗冲击强度降低，但结构具有更优异的吸能效果。高能量和低强度的泡沫芯子都会导致蒙皮更高的损伤程度。试样在10 J能量冲击后的压缩强度衰减率为8.2%，而42 J能量冲击后的压缩强度衰减率达到38.2%。成型压力和芯子的厚度对泡沫夹芯板的损伤容限影响很小。研究确定了热膨胀工艺成型泡沫夹芯复合材料具有高的结构和抗冲击性能可设计性。

• 单位
  东华大学