卫星夹层结构夹芯层力学性能分析与数值模拟
2012-12-23李响游敏
三峡大学学报(自然科学版) 2012年4期
李 响 游 敏
(三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室,湖北宜昌 443002)
夹层结构也称为三明治结构,具有高强、质轻的特点,在汽车、航天等诸多领域应用广泛.针对夹层结构的研究,目前主要集中在其结构优化设计、力学等效性能、新型结构的开发、夹层结构的高精度数值模拟等方面[1-6].论文对蜂窝夹芯结构的力学性能进行研究,选取卫星夹层板正六边形蜂窝夹芯结构作为实例进行数值模拟分析,建立正确的蜂窝夹层结构三维模型并选择合适的单元进行计算,验证其等效力学性能分析方法的正确性和可行性,同时为卫星蜂窝夹芯结构的优化设计提供理论依据.
1 夹层结构夹芯层
夹芯是夹层结构的重要组成部分,合理的夹芯结构可以大大减轻夹层结构的重量.根据不同的应用目的和工程需求,夹芯被设计成多种结构形式,主要包括蜂窝夹芯、泡沫夹芯、桁架夹芯等.由面板层与蜂窝状夹芯层通过胶粘剂粘结成的复合材料夹层结构称为蜂窝夹层结构.蜂窝夹芯结构形状主要包括六边形、矩形、三角形、正弦曲线形等,而正六边形强度最高,因此其应用最为广泛,如图1所示.蜂窝夹层结构由于其具有高强度、高刚度、重量轻等众多优点,在航空航天领域尤其航天卫星结构中被广泛采用.

图1 六边形蜂窝夹芯结构
2 夹层结构夹芯层力学性能研究
2.1 夹层结构力学性能国内外研究成果
自从20世纪四、五十年代开始,国内外……
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