閉孔泡沫鋁夾層結構耐撞性研究（五）

泡沫鋁夾層結構準靜態(tài)彎曲性能研究（2）

2.2實驗準備及方法介紹

2.2.1實驗試件

本研究所用到的夾層結構為單芯層平面夾層結構，即夾層結構由兩個面板、一個完整的芯層和兩層用于連接每個面板與芯層之間的膠膜組成。本研究中所有的夾層結構試件的面板材料為三種材料中的一種，即為鋁合金(A?6061)、碳纖維增強復合材料 (CFRP)和玻璃纖維增強復合材料(GFRP),芯層為閉孔泡沫鋁材料，面板與芯層之間用膠膜LOCTITE EA9628 AERO固結。本研究中所涉及的試樣具體制作方式如下：首先，需要說明的是，鋁合金夾層結構與纖維增強夾層結構(面板為碳纖維與玻璃纖維)在制作過程中存在一定的差別；對于鋁合金夾層結構而言，首先需要將尺寸為300×300mm2的面板和泡沫芯層打磨，然后用丙酮對打磨后的面板和芯層進行清理，去除碎屑和殘渣，再依次將鋁合金面板、泡沫芯層和膠膜按順序鋪好；對于纖維增強夾層結構而言，不存在將面板打磨這一步，只需要將打磨并清理干凈的芯層與一定層數(shù)的纖維增強預浸料以及膠膜按順序鋪好；最后將整塊夾層板(無論是面板為鋁合金還是纖維增強復合材料)放入熱壓機中，保持一定的壓力，加熱40分鐘溫度升至150℃，將溫度保持在150℃持續(xù)保溫30分鐘，最后通過水冷方式將固化成型的泡沫夾層結構冷卻至室溫。根據夾層結構彎曲試驗測試標準，試件在寬度方向的長度要保證在四個胞孔以上，才能保證較好的重復性，因此本章所有試件的寬度取40mm；此外，本章所涉及到的夾層結構彎曲試驗均在120mm的跨距下實施，故試件在長度方向的尺寸取180mm。

對鋁合金泡沫夾層結構(面板材料為 A16061)而言，研究了泡沫鋁夾層結構不同面板厚度、不同芯層高度以及不同芯層密度對其行為響應和耐撞性能的影響；而對纖維增強夾層結構(面板材料為CFRP和GFRP)而言，僅研究了面板厚度對其行為響應和耐撞性能的影響。需要特別說明的是，纖維增強夾層結構的面板厚度是按制成纖維增強復合材料的預浸料層數(shù)計算，即采用纖維增強夾層結構的上面板或者下面板預浸料分別為4、6和8層，厚度約為1mm、1.5mm和2mm。

此外，碳纖維增強預浸料和玻璃纖維增強預浸料具有相同的密度，這就排除了在研究不同面板材料時，兩種復合材料面板的質量對夾層結構性能的影響。本章試驗所用到夾層結構的編號及參數(shù)如表2.1所示。

表2.1夾層結構三點彎曲試驗試件編號及尺寸