郭 昕

（中国石油天然气股份有限公司重庆销售涪陵分公司， 重庆 408000）

0 引言

复合材料夹层结构由于其结构合理，质量轻等特点而被广泛应用于航空航天、建筑工程、造船、交通等领域中。根据夹层结构所使用的芯材种类和形式的不同，夹层结构可分为：泡沫夹层结构，蜂窝夹层结构，梯形板夹层结构。泡沫铝夹层结构是一种新型的夹层结构。由于泡沫铝材料本身的具有一定的刚度与强度，较其它泡沫材料具有更好地力学性能及延性，故这种新型结构的应用前景较为广阔。从目前发展现状来看，泡沫铝夹芯件有比单纯泡沫铝材料更为广泛的应用。[1]。

目前，关于泡沫铝夹层结构力学性能研究的相关文献较多。而关于碳纤维增强泡沫铝夹层结构的文献较少。故本文运用有限元对碳纤维增强泡沫铝夹芯梁的三点性能进行了数值模拟研究。

本文基于ANSYS软件，对泡沫铝夹芯梁的力学性能进行了数值模拟研究。同时，提出一种新型的夹层结构－碳纤维增强泡沫铝夹芯梁。并对这种新型结构的力学性能与泡沫铝夹芯梁的力学性能进行了对比。

1 模型及材料参数

图1为泡沫铝夹芯梁的计算模型。面板厚度为t，泡沫铝芯层厚度为C，计算跨度为L，梁外伸长度为H，施加荷载的加压板宽为a，外加力为F，梁宽为b=10mm。碳纤维增强层设置在下面板与泡沫铝中间。等效厚度为n。

图1 为泡沫铝夹芯梁计算模型

面板与泡沫铝材料本构模型取为双线性随动强化材料模型。……