濕熱環境對含板芯脫膠復合材料蜂窩板固有頻率的影響

作者：王玉鑫,郝彤星,宋昊,盧翔

摘要：對于由復合材料層合板和Nomex芯層構成的含板芯脫膠蜂窩板,進行了不同溫濕度下固有頻率的數值分析,以探究板芯脫膠對復合材料蜂窩板在濕熱環境下固有頻率的影響。基于分段剪切變形理論,利用濕熱膨脹的等效性,考慮變形后上面板與芯層在脫膠區域處的位移差值,對蜂窩板的運動控制方程進行求解。建立了四端固支的含板芯脫膠復合材料蜂窩板有限元模型。分別討論了溫度、濕度、溫濕度聯合作用對不同板芯脫膠面積蜂窩板固有頻率的影響。算例結果表明:吸濕量在0.5%~0.75%之間時,25%脫膠面積的蜂窩板首先出現了屈曲效應;濕熱條件不變時,隨著脫膠面積的擴大,復合材料蜂窩板的前三階固有頻率逐漸降低,且對第一階固有頻率的影響最大;當濕熱應力達到一定程度時,脫膠面積的增加,會使蜂窩板結構更早地進入濕熱屈曲狀態,且屈曲效應的影響是從低階頻率逐步擴展到高階頻率;濕、熱聯合作用下,18%脫膠面積蜂窩板的固有頻率受環境的影響最嚴重。

發文機構：中國民航大學航空工程學院

關鍵詞：復合材料蜂窩板板芯脫膠濕熱環境屈曲固有頻率composite honeycomb structurefacesheet/core debondinghygrothermal environmentbucklingnatural frequency

分類號： TB332[一般工業技術—材料科學與工程]