鋁蜂窩板的力學(xué)性能指標(biāo)

在鋁蜂窩板的各項力學(xué)性能指標(biāo)中，其面外壓縮性能和彎曲性能是尤其重要的。

1、鋁蜂窩板的平壓性能

許多專家學(xué)者對鋁蜂窩板的平壓性能進行了分析與研究后得出結(jié)論：鋁蜂窩板的壓縮變形主要由蜂窩壁板的軸向變形來承擔(dān)，其壓縮過程都會經(jīng)歷彈性變形、彈性屈曲、塑性屈曲、蜂窩芯大變形( 也稱密實強化或折疊) 階段，但是壓縮過程的各階段又因蜂窩材料和制造工藝不同而有所不同。若鋁蜂窩板采用膠結(jié)法制備，則在彈性變形階段會發(fā)生蜂窩芯-面板膠的彈性失穩(wěn)，采用釬焊法制備則只有蜂窩芯的彈性變形。經(jīng)歷彈性變形階段后，若蜂窩結(jié)構(gòu)由合成橡膠等彈性材料制成，則其孔壁產(chǎn)生彈性屈曲，在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上出現(xiàn)一個長的、幾乎是平坦的平臺。

若蜂窩結(jié)構(gòu)由鋁合金等塑性材料制成，蜂窩壁板則產(chǎn)生塑性屈曲或軸向屈服;若孔壁由蠕變材料制成，則蜂窩結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生蠕變;而若其由脆性材料制成，則它會以脆性方式發(fā)生壓碎和斷裂。大連交通大學(xué)的迎春分別對鎂芯蜂窩板和鋁芯蜂窩板的承壓力學(xué)性能進行研究，結(jié)果表明：蜂窩板的壓縮強度主要取決于蜂窩芯的壓縮強度，通過增加芯材的厚度或提高其材料特性可提高鋁蜂窩板的壓縮強度。另外，井玉安通過對Q215普碳鋼蜂窩夾芯板的面外壓縮實驗進行研究發(fā)現(xiàn)，在影響蜂窩力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)中，以胞壁厚度對初始壓縮強度和峰值抗壓強度的影響最大，胞壁邊長的影響次之，而面板和夾芯厚度的影響最小。

2、鋁蜂窩板的彎曲性能

鋁蜂窩板在很多情況下要承受彎曲載荷，且由于壁板在彎曲載荷下，有受壓區(qū)，也有受拉區(qū)，受力情況較為復(fù)雜，所以研究鋁蜂窩板在彎曲載荷下的響應(yīng)也是很有必要的。徐朝陽對木質(zhì)蜂窩夾芯材料的力學(xué)性能進行研究后指出蜂窩板彎曲時往往出現(xiàn)芯部剪切屈曲、芯部剪切破壞、面板屈曲和面板屈服這四種典型的破壞模式，但迎春對膠結(jié)鎂芯蜂窩板的彎曲性能進行研究卻發(fā)現(xiàn)鎂芯蜂窩板在面板膠層脫膠后便無法繼續(xù)承載，而沒有出現(xiàn)木質(zhì)蜂窩板的面板屈曲和屈服，這主要是由于蜂窩面板用膠的膠結(jié)強度遠低于鎂蜂窩芯的剪切極限程度造成的。

所以，通過提高膠結(jié)劑的性能也能夠在一定程度上提高鋁蜂窩板的彎曲承載性能，但是畢竟膠結(jié)劑性能的提高有一定限度，遠不如釬焊形成的牢固的冶金結(jié)合強度高。另外，鋁蜂窩板的結(jié)構(gòu)參數(shù)對其彎曲性能也有明顯影響，蜂窩芯壁厚和蜂窩孔邊長的比值對彎曲性能有明顯影響，隨著此比值增大，彎曲強度和剛度都增大，且彎曲強度的增加更加顯著;蜂窩芯高度對壓縮性能和彎曲性能影響相反，蜂窩芯越高，彎曲性能越好但壓縮性能較差。所以，可以通過選擇合適的蜂窩結(jié)構(gòu)尺寸和利用釬焊代替膠結(jié)來提高其承彎特性。

3、鋁蜂窩板的其他力學(xué)性能

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)值仿真技術(shù)的快速發(fā)展，專家對鋁蜂窩板的側(cè)壓、沖擊力學(xué)性能以及其在有限元仿真時的靜力和動力分析模型的建立等方面的研究有所關(guān)注?？偠灾?，今后對金屬鋁蜂窩板的研究范圍會越來越廣泛，從而研制出應(yīng)用范圍更廣、整體性能更優(yōu)的鋁蜂窩板。

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