Z-PIN 植入参数对X-Cor 夹层复合材料力学性能影响的实验研究

摘要

X-Cor 夹层结构是一种新型的Z-pin 增强泡沫夹层结构,有望替代复合材料蜂窝夹层结构,成为飞机和直升机主承力结构的重要结构材料,在航空航天领域也将有重大应用.本文采用热压成型工艺,在不同的植入工艺参数条件下制备了X-Cor 夹层复合材料,并对这种结构材料的平压和剪切力学性能进行了研究,考察了植入角度、植入密度、植入方向等工艺参数的影响规律.结果表明,植入工艺参数对X-Cor 夹层复合材料的平压性能和剪切性能影响显著,X-Cor 夹层复合材料平压性能随Z-pin 植入角度和植入密度的增大而增加,植入角度达到90 °时,X-Cor 夹层复合材料平压强度及弹性模量最大;X-Cor 夹层复合材料剪切性能Z-pin 植入角度的增大而减小,实验范围内,植入角度达到45 °时,剪切强度和模量最大;对于Z-pin 的植入方向,相同Z-pin 植入密度下,沿试样长度方向植入的Z-pin 含量增加时,X-Cor 夹层复合材料的剪切模量增加;X-Cor 夹层复合材料的平压性能和剪切性能随Z-pin 植入角度的变化规律是相反的,Z-pin 的植入角度在60 °-70 °之间时,X-Cor 夹层复合材料平压性能与剪切性能均达到较高的值.