缝合对泡沫夹层板剪切性能的影响

李 巍，屈孙涛

(中国飞机强度研究所，陕西 西安 710065)

1 引 言

复合材料缝合技术是指采用缝合线使多层织物结合成准三维立体织物或使分离的数片织物连接成整体结构的一种复合材料预制体制备技术。该技术因可以提高复合材料层间损伤容限，大大改善复合材料抗冲击性能而备受关注，近年来得到了广泛应用[1]，复合材料升降舵夹层结构壁板中常采用这种缝合技术。

为了研究缝合对泡沫夹层板剪切性能的影响，进行了一些相关的研究。许多学者发现，复合材料缝合层合板的剪切强度随着缝合密度的增加呈现先升高后下降的趋势，这是由于缝合密度过大时，纤维损伤和缝线处富脂导致应力集中明显，使得层合板的剪切强度反而有所降低。缝合密度最优值的焦点取决于层合板的铺层顺序以及缝合参数[1，2]。缝合能够显著提高层合板的Ⅰ型层间断裂韧性值，增加缝合密度，缝线强度，降低缝线的杨氏模量，增加试件的厚度及轴向刚度，均可提高试件的Ⅱ型层间断裂韧性值。缝合能够明显降低复合材料层合板的冲击损伤，提高层合板的冲击后压缩强度(CAI)。许多试验表明，合理设计缝合参数可以使层合板的CAI提高40%以上，甚至可达到400%[3-5]。

本文截取出复合材料升降舵壁板典型段进行缝合的泡沫芯子剪切试验。本试验的目的是通过测量泡沫夹芯层板的剪切强度和剪切模量，来验证缝合对夹层结构壁板剪切性能的影响。

2 材料与试验

2.1 试验材料

试验件按缝合方式分为A、B、C三组，如表1所示。……