董晓阳
,
李勇
,
李吻
,
张向阳
,
肖军
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.02.005
为了研究Z-pin对单搭接头弯曲性能的影响,制备了不同参数Z-pin增强单搭接头试样,研究了Z-pin单搭接头在三点弯曲载荷下连接性能.结果表明:Z-pin(直径0.5mm)体积分数从0％～1.5％时,弯曲载荷随Z-pin体积分数的增加而增加,体积分数在1.5％～3.0％范围内时,试样的弯曲载荷随Z-pin体积分数的增加而下降,Z-pin体积分数为1.5％时达到最大值1303.2N;Z-pin直径为0.3～0.7mm时(体积分数1.5％),峰值载荷随着直径的增加而增加,0.7mm增强接头的弯曲载荷比0.3mm增强接头高出27.9％.Z-pin植入角度对单搭接头弯曲性能影响不大.另外,随着搭接长度的增加,单搭接头的弯曲性能提高.
关键词:
复合材料
,
Z-pin增强
,
单搭接头
,
弯曲
郑锡涛
,
李泽江
,
杨帆
复合材料学报
针对Z-pin增强复合材料层合板,开展了断裂韧性的试验研究.研究选取了3种Z-pin直径(0.28、0.52、0.80 mm)且每种直径下分别以3种分布形式(5×5、8×8、10×10)排布Z-pin的增强方式,为了确定比较基准,试验中同时测试了不含Z-pin的复合材料层合板试样.通过Z-pin拔出试验测试了3种直径Z-pin从基体拔出过程中的载荷-位移关系.利用双悬臂梁试验和端部开口弯曲试验分别测试了不含Z-pin和含Z-pin试样的Ⅰ型断裂应变能释放率GIC、Ⅱ型断裂应变能释放率GⅡC.试验结果表明:与不含Z-pin的结构相比,Z-pin增强试样的Ⅰ型断裂应变能释放率GIC增大了83%～1110%,Ⅱ型断裂应变能释放率GⅡC增大了23%～438%;在相同Z-pin体积含量下,与增大Z-pin直径相比,增大Z-pin分布密度能更有效地提高复合材料层合板的断裂韧性.
关键词:
Z-pin增强
,
Ⅰ型断裂
,
Ⅱ型断裂
,
应变能释放率
,
断裂韧性
杜龙
,
矫桂琼
,
黄涛
,
李朝光
材料科学与工艺
通过试验研究了Z-pin增强泡沫夹层结构的弯曲性能,与未增强材料进行比较.提出采用树脂Z-pin对泡沫夹层结构进行横向增强,比较了碳pin和树脂pin的不同增强效果.结果表明,横向增强能够极大地改善泡沫夹层结构的弯曲性能,树脂pin的增强作用虽然弱于碳pin,但同样具有明显的增强效果.在此基础上,基于Z-pin增强泡沫夹芯的力学性能,对夹层结构的弯曲刚度和弯曲最大破坏载荷进行预测.最后考察了增强Z-pin各参数对泡沫夹层结构自振频率的影响,为其在航空航天等振动结构中通过合理的阻尼设计达到调频的目的打下基础.
关键词:
夹层复合材料
,
Z-pin增强
,
力学性能
杜龙
,
矫桂琼
,
黄涛
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2008.04.020
Z-pin增强泡沫夹层结构作为一种新兴的复合材料夹层结构形式,能够克服传统蜂窝夹层结构的诸多缺陷.采用预浸碳纤维增强Rohacell夹芯,进行Z-pin角度为15°和25°,夹芯厚度分别为12.7mm和8mm两种Z-pin增强泡沫夹层结构的面内压缩性能试验,并与相同批次和尺寸的未增强件进行对比,考察其对传统泡沫夹层结构的增强作用.试验发现X状Z-pin增强能够大幅度提高夹层结构的压缩强度与刚度.同时,增强材料表现出与传统泡沫夹层结构不同的压缩变形与破坏模式.证实Z-pin的弹性屈曲控制着结构的压缩强度,夹芯厚度和Z-pin角度影响Z-pin屈曲的计算长度,从而成为材料压缩强度的控制因数.在此基础上,考虑面板对Z-pin的有限转动约束,通过引进约束修正系数改进现有的压缩强度预测模型,预测值与试验结果更加接近.
关键词:
夹层结构
,
Z-pin增强
,
压缩性能
杜龙
,
矫桂琼
,
黄涛
,
赵龙
,
黄峰
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.06.024
通过不同Z-pin角度(15°和25°)和夹芯厚度(8mm和12.7mm)的X状Z-pin增强泡沫夹层材料的剪切性能试验,与相同材料同尺寸的未增强件进行对比,考察X状Z-pin对泡沫夹层结构的增强作用.试验结果表明,X状Z-pin增强使材料的剪切强度和刚度都有较大幅度的提高;同时,Z-pin的加入使该结构具有与传统泡沫夹层材料不同的剪切破坏形式.在此基础上,结合空间网架结构和等效夹杂方法,提出了X状Z-pin增强泡沫夹层结构剪切刚度模型,计算结果与试验值符合良好.结果表明,X状Z-pin增强不仅能大幅度提高泡沫夹层结构的剪切性能,并具有良好的可设计性,可以通过改变Z-pin角度和材料等改变其力学性能.
关键词:
夹层结构
,
Z-pin增强
,
剪切性能
