基于快速成型技术的复合材料夹芯结构的性能研究
[Abstract]:The composite sandwich structure has the advantages of light weight and large unit mass strength, among which the grid structure core can give full play to the strength and stiffness of the lightweight structure. It has been widely used in aerospace, transportation, military and civil affairs and so on. In this paper, the material augmentation technology (3D printing) is used to replace the traditional manufacturing process, and PLA (Polylactic acid) is used as the material to fabricate the sandwich structure of the composites with different core structures, and the effects of different core structures on the mechanical properties of the sandwich structures of the composites are discussed. Research contents: firstly, the tensile and compression specimens of polylactic acid (PLA) were prepared by 3D printer. The mechanical properties of PLA were tested and the corresponding properties of PLA were obtained. The results show that the tensile strength of 3D printed PLA is very close to that of injection molding Nature WorksTM PLA Polymer 6202D. Four kinds of open core structures of Bi-grid,Tri-grid,Quadri-grid and Kagome-grid were designed and printed by UG drawing software. The composite sandwich structures were prepared. The stiffness and strength of the sandwich structures under bending and lateral compression were studied. The results were compared with those of Nomex honeycomb structures. The advantages of this new light structure are pointed out. The results of finite element analysis and three-point bending test show that the failure mode of Bi-grid sandwich structure is core and panel debonding, while the other three kinds of structure are caused by core failure, and the mechanical properties of Quadri-grid sandwich structure are the best. On the basis of Bi-grid,Tri-grid,Quadri-grid and Kagome-grid, four kinds of closed pore structures were designed. The bending properties are analyzed from the point of view of simulation and experiment. The results show that the failure mode of the four closed hole sandwich structures is basically the same as the open hole structure, and the toughness of the Bi-grid closed hole core structure increases. The specific strength of the closed pore structure is obviously improved when the quality of the structure is increased compared with that of the open hole structure. In order to use the composites effectively, three kinds of honeycomb core sandwich structures were designed, and the bending, compression and post-impact compression properties of the sandwich structures were studied. The test results show that the hierarchical honeycomb structure is not suitable for use in the environment where the bending resistance and shear resistance are high, but the better compression properties of the structure can be achieved by increasing the number of stages. Go. The results of post-impact compression test show that the 2nd Order Hierarchy sandwich structure has good energy absorption function and good elastic properties.
【学位授予单位】:沈阳航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB33
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,本文编号:2274597
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