夾層板結(jié)構(gòu)被廣泛用于艦船和海洋T程,其結(jié)構(gòu)在復(fù)雜彎曲狀態(tài)下的極限強(qiáng)度能夠反映其在面內(nèi)載荷與面外載荷共同作用下的承載極限,因此,復(fù)雜彎曲極限強(qiáng)度對(duì)于夾層板結(jié)構(gòu)的安全性能評(píng)估越來越重要。通過夾層板結(jié)構(gòu)在初始彎曲狀態(tài)下的軸向壓縮試驗(yàn)和數(shù)值模擬,分別得到其載荷位移曲線,并分析該夾層板的極限強(qiáng)度特性。結(jié)果表明:在軸向壓縮載荷達(dá)到極限載荷前,夾層板的軸向位移增長(zhǎng)緩慢,一旦超過極限強(qiáng)度,結(jié)構(gòu)的承載能力迅速降低,并伴隨著位移的緩慢增長(zhǎng)直至夾層板開裂破壞;夾層板的主要破壞模式為蒙皮與芯材分層以及芯材壓縮破壞;數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,可用于指導(dǎo)夾層板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
復(fù)合材料由于具有比強(qiáng)度高、比剛度高、抗腐蝕、電性能良好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于航空航天程、建筑T程、化學(xué)T程和車輛T程等領(lǐng)域。
近年來,隨著艦船對(duì)隱身性和輕質(zhì)化的要求不斷提高,開始逐步采用復(fù)合材料建造艦船。上世紀(jì)90年代,美國海軍實(shí)施AEM/S計(jì)劃并成功建造了復(fù)合材料天線罩,同時(shí)法國也建造了“拉斐特”級(jí)護(hù)衛(wèi)艦,其上層建筑采用的是復(fù)合材料夾層板與輕質(zhì)金屬的混合結(jié)構(gòu)形式;挪威皇家海軍和瑞典海軍分別建造了當(dāng)時(shí)最大的全復(fù)合材料巡邏艇(“盾牌”級(jí))和全復(fù)合材料輕型護(hù)衛(wèi)艦(“維斯比”級(jí)),采用的均是夾層板結(jié)構(gòu)形式;美國采用一體化復(fù)合材料上層建筑概念設(shè)計(jì)并建造了新一代的隱身艦船DDG1000,將艦船隱身技術(shù)發(fā)揮到了極致。
夾層板結(jié)構(gòu)包括蜂窩夾層板和點(diǎn)陣夾層板等形式,其中“蒙皮一芯材一蒙皮”的夾層板形式在艦船領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。蒙皮一般采用玻璃纖維、碳纖維、芳綸或混合纖維形式,而芯材則一般采用PVC泡沫和輕質(zhì)木材等。由于結(jié)構(gòu)的芯材與蒙皮間具有良好的粘結(jié)強(qiáng)度和抗沖擊性能,因而被廣泛應(yīng)用于小型艦艇、上層建筑和綜合集成桅桿等方面”。
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