免费论文：X-Cor夹层复合材料Z-Pin与缝合成型工艺及性能实验研究

传统的泡沫夹层复合材料的拉伸、压缩、弯曲以及剪切性能均低于相同芯材密度的NOMEX蜂窝复合材料夹层板，这严重限制了泡沫夹层结构在主结构上的应用，因此泡沫夹层复合材料的Z向增强一直是泡沫夹层复合材料的重点研究内容之一。X-Cor夹层复合材料是一种新型轻质夹层结构材料，增强方式包括Z-Pin增强和缝合增强。X-Cor夹层结构复合材料与传统的蜂窝夹层结构相比，具有突出的抗剪强度、抗压强度、抗冲击强度及耐久性，是飞机结构复合材料发展的重要方向。本文从Z-Pin和缝合两种工艺对泡沫夹层复合材料进行Z向增强，研究了X-Cor夹层结构的成型工艺及性能，为该夹层结构的深入研究提供了实验基础。首先对Z-Pin增强泡沫夹层复合材料的Z-Pin制备工艺、植入工艺和热压成型工艺进行了研究，并且研究了X-Cor夹层复合材料的平压、剪切、弯曲和侧压性能随Z-Pin植入角度、密度、方向、行间距和Z-Pin直径、长度以及面板铺层数等参数的变化规律。此外，研究了缝线增强X-Cor夹层复合材料的缝合预浸料制备工艺、缝合工艺以及热压成型工艺，并对两种工艺下，X-Cor夹层复合材料的力学性能以及破坏模式进行比较。研究结果表明，实验范围内，含胶量、树脂体系、Z-Pin端部形状、长度均会影响X-Cor夹层结构的性能。Z-Pin植入孔径大试样的平压性能降低，且分散性较大。X-Cor夹层结构厚度、面板厚度和Z-Pin角度随成型压力的增加呈现减小趋势，试样厚度受压力影响显著，面板厚度和Z-Pin角度受压力影响不显著。Z-Pin植入密度增大，X-Cor夹层结构的试样总厚度、面板厚度以及Z-Pin角度受压力的影响程度减小。X-Cor夹层复合材料的平压性能随植入密度、植入角度、Z-Pin直径增大而增大；剪切性能随L方向Z-Pin含量增加、植入角度减小、Z-Pin长度增加而增大；植入角度减小、面板铺层数增加、行列间距减小，X-Cor夹层复合材料的弯曲性能增大；X-Cor夹层复合材料的侧压性能主要受面板厚度影响，随面板厚度的增加而增大。相同原料和成型工艺下，Z-Pin增强夹层结构试样的平压性能优于缝线增强夹层结构试样，平拉、剪切和弯曲性能规律相反。Z-Pin与缝线增强X-Cor夹层复合材料试样的破坏模式不同。

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