连接区域灌封的复合材料蜂窝夹芯结构承载能力研究

王 汝

(浙江机电职业技术学院智能制造学院，浙江 杭州 310053)

蜂窝夹芯结构是由上、下面板及蜂窝芯通过胶黏剂胶接构成，此类结构因其具有力学性能优、减重效果好被各行各业广泛采用[1]。蜂窝夹芯结构多通过连接件与其他构件装配在一起，主要受拉、拔载荷的作用，连接件通常为其主要承力部件。结构的失效区域多分布于连接件的周围。蜂窝夹芯结构的失效形式复杂多样，主要有蜂窝面板的破坏、连接件的失效、蜂窝芯的变形失效等等[2]。

在蜂窝夹芯结构的设计以及优化过程中，更多学者倾向于采用实验结合数值分析的方法进行研究。Bai等[3]采用非接触数字测量并结合实验及数值仿真的方法，研究了蜂窝夹芯结构的承载能力及失效机理；Demelio等[4]结合实验与数值仿真研究了蜂窝夹芯结构在不同载荷下的承载能力及失效机理。由于复合材料蜂窝夹芯结构复杂多变，在对其进行计算时多采用等效板理论进行简化计算，目前较常用的是等效三明治理论。

本文首先对连接区域灌封后的复合材料蜂窝夹芯板进行拉拔实验研究，得到结构的极限承载能力以及破坏模式，然后在有限元分析软件ANASYS中建立蜂窝夹芯结构的计算模型，并对其进行数值模拟计算，比对实验结果和计算结果，验证计算结果的有效性。

1 实验

1.1 实验件及设备

本文采用的蜂窝夹芯结构实验件如图1所示，两块边长为170.0 mm、厚度为23.9 mm的方形蜂窝夹芯板通过螺栓连接件错……