蜂窝结构材料

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为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划蜂窝结构材料目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　夹层结构一种复合构造的板、壳结构，它的两个表面由很薄的板材做成,中间夹以较轻的夹芯层。前者称为表板,要求强度高；后者称为夹层，要求重量轻。第二次世界大战时,为了充分利用木材资源,英国的“蚊式”轰炸机上就采用了全木质夹层结构。一般夹层结构用于机翼、尾翼、机身、箭体、箭头、减速板、发动机短舱、隔音装置、防火隔板等。与薄壁结构的薄蒙皮相比，夹层板的厚度大得多，抵抗失稳能力强，重量还可减小，而且表面光滑，气动外形良好。但它的制造工艺复杂，工艺质量又不易检验，所以应用受到限制。夹层结构表板的材料有铝合金、不锈钢、钛合金和各种复合材料。夹层材料有轻质木材、泡沫塑料等，也可用金属材料或复合材料制成波纹板夹层或蜂窝型夹层。夹层与表板一般用胶粘结在一起,也可用熔焊、焊接连接,形成整体。在总体受力分析中，认为上、下两表板只承受表板面内的拉、压力和剪切力,不能承受弯矩和扭矩,而中间夹层只承受垂直于夹层中面的切力。夹层结构与一般板壳结构受力分析的唯一差别在于挠度计算中除了考虑弯曲力矩产生的挠度外，还要考虑剪力的影响。夹层结构的两表板之间距离较大，所以夹层结构的弯曲刚度比一般板壳结构大得多，失稳临界应力显著提高。夹层结构自身不用铆钉,免除了钉孔引起的应力集中,提高了疲劳强度。夹层结构与相邻结构的连接较为复杂，夹层本身的局部接触强度较弱,又需承受连接的集中力,因此必须妥善进行接头设计。　　轻质夹芯　　高强度面层　　类型、特点及应用　　类型：　　按面层分类：玻璃钢、金属、绝缘纸、胶合板、塑料板等　　按芯层分类：泡沫夹层结构、波板夹层结构、蜂窝夹层结构等。特点：　　2.蜂窝夹层结构　　概念性说明目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　蜂窝夹层结构是复合材料的一种特殊类型。由于这种轻型结构材料具有最优比强度、比刚度、最大抗疲劳性能、表面平整光滑等特点,已在中国航天领域得到较为广泛地应用。蜂窝夹层结构实质上是由3种基本材料组合而成的复合材料,这为结构人员提供了广泛改变参数以满足设计技术指标的可能性。目前在型号任务中最常用的为铝面板-铝蜂窝夹层结构、碳纤维面板-铝蜂窝夹层结构、玻璃钢面板-玻璃钢蜂窝夹层结构、芙拉纤维面板-凯Nomex蜂窝夹层结构等,其特点是结构较为复杂,外形尺寸精度要求高、工序内容多、研制周期长。其轻质高强的特点在研制、、试验装配和搬运过程中容易出现各种损伤。文章结合研制生产实践,分析了蜂窝夹层结构复合材料的几种主要破坏模式,从而可采取相应措施,防止各种损伤破坏,提高产品质量。　　.蜂窝夹层结构的组成　　蜂窝夹层结构由3个元件组成：　　1)一对薄而强的面板,以承受轴向载荷、弯矩和面内剪力;　　2)厚而轻的蜂窝芯子,它将上、下面板隔开,以承受由一个面板传递到另一个面板的载荷和横向剪力;　　3)胶粘剂,它能将剪力传递至蜂窝芯子和由蜂窝芯子传递只面板　　蜂窝夹层结构常用面板材料、蜂窝芯材和胶粘剂　　面板材料　　面板的主要功能是提供要求的轴向弯曲和面内剪切刚度,以承受轴向弯曲和面内剪切载荷,在卫星结构中,面板常用预浸树脂石墨纤维单向带或织物,也有采用铝合金面板或玻璃钢面板等,面板的选择按实际使用要求选定。　　蜂窝芯子　　蜂窝芯子形状主要采用正六边形。航天结构中的蜂窝芯子材料一般采用铝蜂窝芯子、Nomex蜂窝芯子及玻璃钢蜂窝芯子。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　胶粘剂　　胶粘剂是蜂窝夹层结构复合材料研制生产中的重要材料,它对蜂窝夹层结构复合材料的力学性能和制造工艺性能有一定影响。为此对胶粘剂的主要性能提出了各种要求,主要有空间环境条件下性能稳定性、较好的综合力学性能、工艺性能好、使用方便,同时在现有储存条件下储存期不低于6个月。对于蜂窝夹层结构复合材料不同的使用部位和不同的要求,可选用下列各种胶粘剂:　　1)结构胶粘剂—用于面板和蜂窝芯子胶接;　　2)泡沫胶粘剂—用于蜂窝芯子与预埋件胶接、局部填充和加强;　　3)拼接胶粘剂—用于大面积蜂窝芯子的拼接;　　4)灌注胶粘剂—用于蜂窝夹层结构件成型后镶嵌件的后埋;　　5)胶接热管胶粘剂—用于蜂窝夹层结构件中的热管胶接。　　蜂窝夹层结构复合材料力学性能特性　　蜂窝夹层结构的主要特点是上、下面板的材料厚度一般情况下均相同,而且比蜂窝芯子高度小得多,面板材料的强度和刚度一般均较高。根据夹层板力学分析基本理论,其主要力学性能特征如下:目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　1)弯矩主要由面板承担。蜂窝夹层结构复合材料由面板承担的弯矩要远大于由芯子承担的弯矩;　　2)面板中的应力沿厚度接近均匀分布。由于蜂窝夹层结构复合材料的面板很薄,面板中的最大应力与平均应力相差很少,面板中的应力可认为沿厚度接近均匀分布;　　3)横向剪力主要由芯子承担。蜂窝夹层板受载时会产生弯矩和垂直板面的横向剪力,由于面板很薄,能承担的横向剪力不大,横向剪力主要由芯子承担;　　4)通常不能忽略芯子的横向剪切应变。由于蜂窝夹层的芯子的横向剪切弹性模量不大,因此横向剪切应变不能忽略;　　5)芯子具有支持面板避免失稳的作用。蜂窝夹层板的芯子将提供薄面板的横向支承,避免面板的局部失稳。　　蜂窝夹层结构应用情况　　蜂窝夹层结构的应用是在我们生活的各个方面，其最多的还是应用于航空航天事业上。首先介绍蜂窝夹层结构的基本特性：　　质量轻，比强度高，尤其是抗弯刚度高，同质量的蜂窝夹层结构复合材料　　其抗弯刚度约为铝合金的5倍。　　有极高的表面度和高温稳定性，易成型且不易变形，它不仅能制造成平面　　面板而且可以制造成单曲、双曲面板，制成车辆零部件后拆装更为方便。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　优良的耐腐蚀性能、绝缘性和环境适应性，可适应铁路动车组和客车各种　　恶劣的运用环境；另外，根据需要这类板材可以采用表面喷漆或者表面粘贴防火板处理，达到良好的装饰性、防火性。　　独特的回弹性，可吸收震动能量，具有良好的隔音降噪效果，所以在民用　　上对于隔音减震有很大帮助。　　防火等级高，在遭遇火灾后烟密度符合高等级的国际铁路防火标准，具有　　良好的自熄性；放热值较低，能够形成耐火层，能降低释放出的烟雾和有毒气体，具有良好的环保性能。　　优异的成型制造工艺性，可满足铁道车辆内部零件形状复杂、稳定性高的　　要求。　　3.蜂窝夹层结构的成型工艺　　窝夹层结构用原材料目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　蜂窝种类蜂窝的强度与选用原材料和蜂窝几何形状有关，根据平面投影几何形状，蜂窝夹芯材料可分为六边形、菱形、矩形、正弦曲线形和有加强带六边形等。在这些蜂窝夹芯材料中，以加强带六边形强度最高，正方形蜂窝次之。由于正六边形蜂窝制造简单，用料省，强度也较高，故应用最广。　　原材料夹层结构的蒙皮和夹芯材料种类很多，如果用铝、钛合金做蒙皮和芯材，则称为金属夹层结构；用玻璃钢薄板，木质胶合板和无机复合材料板做蒙皮，用玻璃钢蜂窝、纸蜂窝及泡沫塑料做夹芯材料，则称为非金属材料夹层结构。目前，以玻璃钢薄板做蒙皮、玻璃钢蜂窝和泡沫塑料做芯材的夹层结构应用最广。①玻璃纤维布生产玻璃钢夹层结构的玻璃布分为面层布和蜂窝布两种：面层布是经过增强处理的中碱和无碱平纹布，其厚度一般为～。为加强蒙皮和蜂窝之间的粘度强度，常在两者之间加一层短切玻璃纤维毡。选用含蜡玻璃布做蜂窝材料，可以防止树脂浸透到玻璃布背面，减少蜂窝块层间的粘接，有利于蜂窝成孔拉伸。②纸生产蜂窝夹层结构的纸，要求有良好的树脂浸润性和足够的拉伸强度。③粘接剂制造蜂窝夹层结构用的树脂分蒙皮用树脂、蜂窝用树脂和蜂窝与蒙皮粘接用树脂。根据夹层结构的使用条件，可分别选用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、有机硅树脂及邻苯二甲酸二丙烯酯等。制造蜂窝胶条时，通常采用环氧树脂、改性酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯胶和聚乙烯醇缩丁醛胶等。在这些胶粘剂中，环氧树脂粘接强度高，改　　蜂窝墙体概况目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　蜂窝墙体是由中间蜂窝纸板两面附上石膏板等材料所构成，而中间的复合板一般都是采用了双层蜂窝纸板结构。现在蜂窝墙体板的生产采用的是生产出两块蜂窝板，然后在对两块蜂窝板复合。　　蜂窝纸板是以仿造蜂巢结构的纸蜂窝为基体，在其两面分别粘接箱板纸和单瓦楞纸板而成的新型板材。其科学原理是：科学家发现蜜蜂所做的六角六面状窝是一个杰作，它以最少的材料消耗构筑了最为坚固的蜂窝，其结构要比其他任何形状的结构都合理。因为这种多墙面的排列和一系列连续的蜂窝形的网状结构，可以分散承担来自各方的外力，使抗压力大大增强。蜂窝结构给人们的启迪是：即使非常纤薄的材料，只要把它制成蜂窝形状，就能够承受很大的压力。　　随着蜂窝材料的优势越来越明显，人们对他的关注也是越来越多，蜂窝材料的使用领域也是更加的广泛，特别是目前蜂窝材料在建材领域的发展尤为突出。蜂窝墙体也叫轻质墙体，是现下非常流行的一种墙体材料。国内目前越来越多的建筑的内墙都在采用了蜂窝墙体例如：四川地震灾害之后，许多学校都是采用蜂窝墙体建立的。　　目前美迅机械开发出了一款全自动的蜂窝墙体线，可以同时生产两块蜂窝纸板以及两块纸板的复合，也就是说生产出来的成品就是复合好的双层蜂窝纸板，这一壮举也预示着蜂窝墙体革命性的发展。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　凭借经验丰富的研发团队，美迅机械公司经过不懈努力，连续攻克了纸质原料性能改良、蜂窝纸芯生产加工、轻质蜂窝复合墙体安装等多个技术难关，终于成功研制出新型超轻质蜂窝复合墙体材料。他们开发的设备所生产的新型轻质蜂窝复合墙体拥有质量轻，强度高，阻燃、防蛀、防潮、隔音、隔热性好，以及安装快速等优点。　　蜂窝墙体的有很多独特的优势:　　1、采用的是整体的结构，墙体结构稳定、墙面不开裂；　　2、经过特殊处理，蜂窝墙体具有防火的功效；　　3、保温隔热、隔音；　　4、重量轻，能大大减轻整个建筑的地基的承受力；　　5、施工简单、方便，缩短整个工程的施工期；　　6、成本低，减少工程投资，充分的利用资源；　　7、可回收，是一种绿色环保材料；　　以上只是对蜂窝墙体的优势的简单叙述，在实际应用过程中所能体现出来的优势可能更多，也就是蜂窝材料、蜂窝墙体的这些显著的特性才是蜂窝材料目前被大家所看好和认可的关键所在。　　1正六边形蜂窝材料的等效参数——Gibson公式　　蜂窝材料可以等效成均质的正交异性材料．对于二维的正交异性材料，应力应变关系为　　?E1　　?　　?1??1?2??x???x?目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　?????E???y??D??y?,其中D为弹性矩阵，D??21?????1??1?2????????xy??xy?　　???　　E1?21??1?2E21??1?2　　??????Gxy?　　??　　?　　E1和E2分E1别为x，y方向的杨氏模量，?1和?2分别为x，y方向的泊松系数。此外由正交异性材料弹性矩阵的对称性，弹性常数骸应满足E1?2?E2?1对于正六边形蜂窝材料，文献中给出了如下的二维等效弹性参数　　?t3cos?E1?Es3?　　l(??sin?)sin2??　　?cos2?*　　?1??　　(??sin?)sin??　　?t3(??sin?)?*　　E1?Es3?3　　lcos??(??sin?)sin??*　　?2??cos2??3　　t(??sin?)?*　　Gxy?Es32目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　l?(2??1)cos????　　其中??。对于单向拉伸情况，文献中的研究表明，式与实验的结　　果十分吻合．显然式确定的参数满足式，而且两个泊松系数满足关系　　?1?2?1，因此弹性矩阵D是不确定的．这导致式无法直接应用，给数值分　　析带来了一定的障碍．出现这一问题的根本原因是文献忽略了蜂窝壁板的伸缩变形。　　2考虑壁板伸缩变形的蜂窝材料等效参数　　建立如图l所示的坐标系．首先考虑蜂窝材料在x方向的材料性质。为此假设等效后的均质材料处于均匀的单向拉伸状态(图2(a))．由平衡条件，得　　M?　　1　　Plsin?2　　其中P??1(h?lsin?)bb为壁板的宽度。　　图1蜂窝胞元　　Pl3sin?　　利用梁弯曲理论，壁板AB的挠度为?1?。　　12EsI其中I?　　13目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　bt为惯性矩。12　　力P引起的壁板AB的伸长量为?2?　　?　　Es　　l?　　lPcos?　　Esbt　　2　　?1sin???2cos?Pl3sin2?2tx方向的等效应变为?1??(1?ctg?2)3　　lcos?Esbltcos?l　　?2sin???1cos?Pl3sin?cos?t2　　y方向的等效应变为?2?　　??(1?2)3　　h?lsin?Esb(h?lsin?)tl　　图2蜂窝胞元的变形　　t21?2　　1?ctg2?　　t　　l2　　2　　等效的泊松比?1??目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　?2　　??1*?1　　可得x方向杨氏模量　　?E1?1?　　?1　　E1*　　1?　　t2　　ctg?l2　　2　　现在分析y方向的力学性质）。显然有　　1　　M?Wlcos?　　2　　其中　　W??2cos?　　斜壁板AB的挠度　　Wl3cos?　　?1?3　　Esbt　　Wlsin?　　W引起的斜壁板AB伸长量为?2?目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　Esbt铅直壁板BC的伸长量为?3?由此x方向的等效应变为　　Wh　　Esbt　　?1sin???2cos?Wl3sin?t2　　?1????(1?2)　　lcos?Esbt3l　　Y方向的等效应变为　　?2sin???1cos???3Wl3cos2?t222　　?2??(1?(?sec??ctg?)2)3　　h?lsin?Esbt(??sin?)l　　等效的泊松比　　t2　　1?2　　t222　　1?(?sec??ctg?)2　　l　　*E2　　?2??　　?1*　　??2?2　　那么y方向的杨氏模量目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　?　　Es?2?　　?2　　t222　　1?(?sec??ctg?)2　　l　　蜂窝壁板伸缩变形对于等效的横向剪切模量Gxy影响不大，可以采用式的结果。这样可以满足式。由于?1?2?1，对于一个远小于1的量?，近似的　　t21　　?1??。而2很小，便可轻松推导出下列近似表达式有　　1??l　　?t22E1?E(1?2ctg?)?　　l?2　　?t　　?1??1*(1?2csc2?)??l?2　　t*　　E2?E2(1?2(?sec2??tg2?))?　　?l　　?2　　t*??2??2(1?2sec2?(1??))　　?l?目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　*　　1　　)范围内式中的参数仍然能够满足式。式可l2　　以作为式的修正。在应用弹性矩阵时，式确定的参数可以克服Gibson公式的缺陷。对于正六边形蜂窝，??　　4　　h?　　?1，??，式简化成　　6l　　2　　在精度?(t　　t3t2?　　E1?Es3(1?32)?　　ll??t2　　?1?1?42?　　?l　　32?4t5t　　E2?Es3(1?2)?　　l3l??2　　8t?　　?2?1?2　　?3l?目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　3内六边形蜂窝结构的等效弹性参数　　1　　如图所示，我们可以很容易得出M?Pbsin?　　2F1b3Mb2Pb3sin?　　??根据材料力学的相关知识，F1与M所形成的挠度?1?3EI2EI12EIht3　　令h为深度方向，t为厚度，那么I?　　12　　Pb3sin??1?3　　Eht　　我们将x和y方向分开研究，将?1分解。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。