超轻多孔“类蜂窝”夹层结构材料设计方法研究综述
复合材料蜂窝夹芯板仿真技术研究
复合材料蜂窝夹芯板仿真技术研究复合材料蜂窝夹芯板是一种具有轻质、高强度、刚性好、耐腐蚀等优点的新型结构材料，广泛应用于航空航天、船舶、汽车、建筑及其他领域。
随着现代制造技术的不断进步，对复合材料蜂窝夹芯板的仿真技术研究日益受到重视。
本文将从蜂窝夹芯板的结构特点、材料特性以及仿真技术研究的现状和发展趋势等方面展开论述，以期为相关领域的研究工作提供一定的参考和借鉴。
一、蜂窝夹芯板的结构特点蜂窝夹芯板是一种由两层面板和夹层芯材组成的复合结构材料。
其结构特点主要包括以下几个方面：1. 蜂窝夹芯板的夹层芯材通常为蜂窝状结构，具有较高的压缩强度和刚性，能够有效地承受结构应力和提升整体结构的强度和刚度。
2. 面板材料通常采用玻璃钢、碳纤维复合材料等，具有良好的耐腐蚀性和高强度，可根据具体应用环境和要求进行选择。
3. 蜂窝夹芯板的结构轻质性能优异，体积强度和刚度高，能够在保证强度和刚度的前提下降低整体结构的重量。
4. 蜂窝夹芯板结构复杂，具有多层级的层次性结构，需要进行多物理场仿真分析才能全面评估其性能。
二、复合材料蜂窝夹芯板的材料特性1. 强度和刚度：复合材料蜂窝夹芯板具有良好的强度和刚度特性，能够满足不同领域的需求，如航空航天、船舶、汽车等。
2. 耐腐蚀性：复合材料蜂窝夹芯板具有良好的耐腐蚀性能，能够在恶劣的环境中长期稳定运行。
4. 成形加工性：复合材料蜂窝夹芯板可以通过模压、热压等多种成型工艺加工制备，成型加工性良好，能够满足不同结构形状的需求。
目前，复合材料蜂窝夹芯板的仿真技术研究主要集中在以下几个方面：1. 结构仿真：针对复合材料蜂窝夹芯板的结构特点和材料特性，开展多物理场的结构仿真研究，以评估其强度、刚度、疲劳性能等。
以上研究内容主要依赖于有限元分析、多物理场耦合仿真等技术手段，以提升复合材料蜂窝夹芯板的设计和制备水平。
1. 复合仿真技术：将多物理场仿真技术与人工智能、大数据等技术相结合，实现复合材料蜂窝夹芯板的全过程仿真分析和智能化优化设计。
蜂窝夹层结构
应用
夹层结构应用比较广泛，如翼面、舵面、舱面、壁、地板、雷达爪等甲还可以川作火车、地铁、汽车上的各 种隔板，用玻璃纤维复合材料或芳纶复合材料为蒙皮以铝蜂窝芯、芳纶纸蜂窝芯制造的赛艇、游船性能优异，另 外在滑水板、冲浪板、滑雪板等体育用品方面也得到应用。厚型的粗蜂窝夹层结构可用作建筑墙板，隔音、隔热 效果好 。
现状
除作为航空机的主翼、机身操纵面等一次性结构材料使用外，广泛用于直升飞机的旋转翼、滑翔机车辆、渔 船、大型贮罐上等 。
优点
蜂窝夹层结构具有极大的弯曲刚性。这是蜂窝夹层结构的第一个优点。此外还有优点，即：因为成为两重结 构，所以气密性和隔热性优异；因为是粘接结构，所以表面可以做得很平滑；结构衰减大，由冲击而引起的破坏 停留在局部，龟裂难以扩展、展等。
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缺点
价格偏高。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
特性
板(蒙皮)与轩质蜂窝芯材通过胶郭剂粘接成的层状复合结构。夹层结构面板可以是铝板或者碳纤维、玻璃纤 维、芳纶纤维复合材料板。常用的蜂窝芯材料为铝稍、芳纶纸、玻璃布和牛皮纸等 。
特点
夹层结构的突出特点是：弯曲刚度大，充分利用材料的强度，重量轻。蜂窝夹层结构可以一次成型即上下面 板的成型固化和面板与蜂窝芯的胶接固化是同时完成的；也可以二次成型即上下面板的成型固化与面板芯材的胶 接固化先后分两次固化；也可以三次成型，则是上面板同化、下面板固化和面板芯材胶接固化，先后分于次进行。 铝板作面板时需要在胶接之前进行表面处理，以提高胶接强度。
简介
蜂窝夹层结构是指在两个薄蒙皮之间，夹上轻质芯材的一种层合复合材料 。
背景
在机能方面，与在钢轨上可见的工字型断面梁相似。即工字型断面材料的两凸缘与蒙皮对应。承担弯典应力。 工字型断面材料的腹板与芯材对应。专门承担横向剪切，每一个的作用都分得很清楚。
蜂窝夹层结构及其埋件的力学性能研究
蜂窝夹层结构及其埋件的力学性能研究李莺歌;关鑫;陈维强;彭志刚;朱大雷【期刊名称】《宇航材料工艺》【年(卷),期】2018(048)004【摘要】对蜂窝夹层结构及其侧向和板内M5埋件力学性能进行了研究,分析了蒙皮厚度、胶黏剂面密度和胶接强度对力学性能的影响.结果表明,适当增加蒙皮厚度,有利于提高蜂窝夹层结构及其埋件的力学性能;在同等胶接强度下,胶黏剂面密度对力学性能的影响可以忽略,可选用面密度较低的胶黏剂来降低结构质量;埋件系统承受面内剪切载荷的能力明显优于其承受垂直于蒙皮的面外拉拔载荷能力;承受面内剪切载荷时,埋件系统的失效模式以埋件区域蒙皮局部破坏为主;承受面外拉拔载荷时,埋件周围蜂窝芯先失稳破坏,并最终导致埋件带动蒙皮变形、局部发生破坏.所得结果可为结构设计优化提供参考.【总页数】5页(P41-45)【作者】李莺歌;关鑫;陈维强;彭志刚;朱大雷【作者单位】北京卫星制造厂,北京100094;北京卫星制造厂,北京100094;北京卫星制造厂,北京100094;北京卫星制造厂,北京100094;北京卫星制造厂,北京100094【正文语种】中文【中图分类】TB330.1;V19【相关文献】1.高温环境下蜂窝夹层结构埋件拉脱性能研究 [J], 许文彬;刘子仙;杨振宇;陈建祥;杜涵;李红2.蜂窝夹层结构埋件强度实验研究 [J], 徐程程3.航空蜂窝夹层结构预埋及力学性能评估分析 [J], 王清明;申学明;曹正华4.大尺寸金属埋件与碳纤维蒙皮蜂窝夹层结构热膨胀匹配研究 [J], 房怡;蒋贵刚;周占伟;朱大雷;姚双5.CFRP蜂窝夹层结构板埋件集群区域的热应力失效模式分析及补强设计 [J], 张磊;李岩咏;王峰;韦娟芳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
含超材料的新型蜂窝夹层结构吸波复合材料
含超材料的新型蜂窝夹层结构吸波复合材料礼嵩明;吴思保;王甲富;鹿海军;邢丽英【摘要】研究含超材料的新型蜂窝夹层结构复合材料的宽频吸波性能，分析吸波蜂窝高度和蜂窝介电性能对含超材料新型蜂窝夹层结构吸波复合材料吸波性能的影响规律。
结果表明：吸波蜂窝高度增加有利于提升超材料结构单元的吸收效果；超材料吸波结构与吸波蜂窝的匹配效果随着吸波蜂窝介电性能的提升，先提高后降低，当吸波蜂窝介电常数实部介于1.59～1.84、介电常数虚部介于1.31～1.75时，匹配效果最好；引入超材料结构单元后，含超材料新型蜂窝夹层结构复合材料低频1～2 GHz频率范围的平均吸波性能显著提升，同时材料重量得到大幅度降低。
%The wide-band wave-absorbing properties of novel metamaterial honeycomb sandwich structure composites were studied, and the effectsof wave-absorbing honeycomb height and dielectric property on thewave-absorbing properties of novel metamaterial honeycomb sandwich structure composites were analyzed. The results show that the wave-absorbing properties of metamaterial structures are improved while the honeycomb heights is increased. The matching effect of metamaterial structures and wave-absorbing honeycomb is improved firstly, and then decreased with the increase of the dielectric properties of wave-absorbing honeycomb. While ε′ is between 1.59-1.84 and ε″ is between 1.31-1.75, the matching effect is optimal. By the introduction of metamaterial structures, the average wave-absorbing properties at 1-2 GHz of novel metamaterial honeycomb sandwich structure composites are significantly improved, and the weight is greatly reduced.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】6页(P94-99)【关键词】超材料; 宽频; 吸波性能; 吸波蜂窝; 夹层结构;【作者】礼嵩明;吴思保;王甲富;鹿海军;邢丽英【作者单位】中国航发北京航空材料研究院先进复合材料重点实验室，北京100095;中国航空制造技术研究院复合材料技术中心，北京 101300;空军工程大学，西安 710051;中国航发北京航空材料研究院先进复合材料重点实验室，北京100095;中国航发北京航空材料研究院先进复合材料重点实验室，北京 100095【正文语种】中文【中图分类】TB332随着现代雷达探测技术的发展，雷达系统可对探测目标实现宽频覆盖，武器装备对宽频结构吸波复合材料的需求也就越来越迫切[1]。
多孔纤维填充芳纶蜂窝夹层结构吸音隔音性能研究
的填充量为 ３００ ｇ / ｍ２ 时ꎬＳＡＣ 的峰值为 ０ ８４ꎬ提高了 ０ １６ꎬ但纤维材料对结构 ＳＴＬ 的影响较小ꎻ蒙皮开微孔ꎬ有利于发挥微穿
孔板的吸声作用和多孔纤维的吸音效果ꎬＳＡＣ 大幅度提高ꎮ
关键词: 多孔纤维ꎻ 芳纶蜂窝夹层结构ꎻ 吸音系数ꎻ 传声损失
中图分类号: ＴＢ３３２ 文献标识码: Ａ 文章编号: １００３－０９９９(２０１９)１２－００６７－０６
芳纶蜂窝复合材料的密度低、强度高、抗冲击性
步增大ꎮ 王盛春等 [７] 对弹性板封闭声腔的结构￣声
能好ꎬ再加上具有减振、可设计性强等优点ꎬ目前已
ＦＲＰ / ＣＭ ２０１９ Ｎｏ １２
多孔纤维填充芳纶蜂窝夹层结构吸音隔音性能研究
６８
２０１９ 年 １２ 月
后ꎬ在不改变复合材料夹芯结构强度和刚度的前提
下ꎬ通过在芳纶蜂窝夹芯空腔中填充多孔纤维吸音
能展开了研究ꎮ 林希宁 采用玄武岩纤维分别与 ＰＶＣ、
[４]
阶固有频率约束的前提下ꎬ适当增大面板厚度和芯
层厚度有利于降低腔内声压响应ꎮ Ｈｕａｎｇ 等 [８] 探讨
了蜂窝夹层板隔音技术ꎬ发现通过增加蜂窝加筋结
构和阻尼材料ꎬ可减小噪声传递ꎮ Ｈｉｌｌｅｒｅａｕ 等 [９] 发
现当面板阻尼给定值时ꎬ多孔蜂窝的阻尼变化对声
热、阻燃、燃烧时发烟量少、毒性小等特点ꎬ逐渐成为
制造高速列车的次承力结构和内饰结构部件
[３]
ꎮ 动
车在高速运行时ꎬ车轮与轨道发生剧烈摩擦引起的
噪声占噪声总量的 ６０％ ~ ８０％ꎬ其次是车辆外壳本
复合材料蜂窝夹层结构的优化设计
复合材料蜂窝夹层结构的优化设计摘要本文主要探讨了复合材料蜂窝夹层结构的优化设计方法。
首先介绍了蜂窝夹层结构的优点和应用领域，接着分析了其存在的问题和挑战。
然后，针对这些问题，提出了一系列优化设计方法，包括材料选取、蜂窝结构设计和界面优化等方面。
最后，通过具体案例分析，验证了所提出的优化设计方法的有效性。
1. 引言复合材料蜂窝夹层结构是一种在航空航天、汽车、建筑等领域广泛应用的先进结构材料。
其由两层面板夹持着一个蜂窝状的中间层，形成轻质且高强度的结构。
蜂窝夹层结构具有优异的性能，如高比强度、高比刚度、吸能能力强等，在许多领域都有广泛的应用。
2. 优点和应用领域蜂窝夹层结构具有以下几个优点： 1. 轻质高强度：蜂窝夹层结构由轻质面板和中间的蜂窝状结构组成，使其具有较小的自重和较高的强度。
2. 吸能能力强：蜂窝夹层结构中的蜂窝层具有吸能能力，能够有效地吸收冲击能量，提高结构的抗冲击性能。
3. 隔热隔音：蜂窝夹层结构中的蜂窝层具有较好的隔热隔音性能，适用于一些需要绝热隔音的场合。
蜂窝夹层结构广泛应用于以下几个领域： - 航空航天领域：蜂窝夹层结构在飞机、航天器等领域中被广泛使用，能够提高载荷能力和提高飞行性能。
- 汽车领域：蜂窝夹层结构可以用于汽车车身、底盘等部件，提高汽车的强度和安全性能。
-建筑领域：蜂窝夹层结构可以用于建筑的外立面、屋顶等部件，具有较好的隔热隔音效果。
3. 问题和挑战尽管蜂窝夹层结构具有许多优点，但仍然存在一些问题和挑战： 1. 材料选取：蜂窝夹层结构的性能与所选用的材料密切相关，如何选择合适的材料成为优化设计的重要问题。
2. 蜂窝结构设计：蜂窝夹层结构的性能也与其内部的蜂窝结构密切相关，如何设计合理的蜂窝结构是优化设计的关键。
3. 界面优化：蜂窝夹层结构中各层面板和蜂窝层之间的界面连接也对其性能产生影响，需要进行界面优化。
4. 优化设计方法针对以上问题和挑战，可以采取以下优化设计方法来提升蜂窝夹层结构的性能：4.1 材料选取在进行蜂窝夹层结构的设计时，需要选择合适的材料。
蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺分析
蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺分析摘要：复合材料因其本身的优异性能而备受关注，其中蜂窝夹层结构是一种较为特殊的复合材料，其一般是通过2层及以上蒙皮、蜂窝夹芯再以胶黏剂来固结的形式制备而成，已经广泛用于航空、航天、轨道交通、舰船、医疗、建筑等领域。
文章就蜂窝夹层结构复合材料的应用、成型工艺、工艺要点进行了论述与分析。
关键词：蜂窝夹层结构；复合材料应用；成型工艺引言讨论并分析蜂窝夹层结构复合材料应用及成型工艺，需明确该种复合材料的基本制备流程，判定并总结其制备过程的影响因素，因此来实现对成型工艺的有效控制，使其达到更好的制备效果，满足各个方面的应用需求。
1 蜂窝夹层结构复合材料应用1.1 航空应用（1）蜂窝夹层复合材料因其质量轻、抗剪切失稳能力强、弯曲强度大等因素而广泛地应用在各种航天结构中，尤其是该种材料的减重效果，在舵面、副翼、舱门、雷达罩等结构上有着极好的应用效果；蜂窝夹层结构复合材料最早出现在美国F15战斗机系列的平尾、垂尾、机翼前缘等位置；其后用于F／A18飞机上的飞行控制面；后续在F35飞机上的方向舵、垂尾前缘、襟副翼等位置皆有应用。
而在民用飞机上，该种复合材料也具备着一定的优势，B787、A380、A340、A320等飞机上皆有含该项材料的结构件，比如方向舵等。
（2）因蜂窝夹层结构材料耐腐蚀、减震、力学性能优良，亦会较多应用在各种航空航天功能件制造上，比如天线罩、整流罩等结构功能件；借助适宜的外形设计，不但可满足飞行器整体的气动外形标准要求，还可借助结构设计与模拟计算，通过设定相应的结构形式来满足飞行装置透波等性能要求；此外，在各种飞机饰件选择与装饰时亦会应用到该项材料，比如飞机内饰板壁、底板等结构。
而在蜂窝夹层结构工艺迅速发展的背景下，行业内的专业研究学者亦开始探索“绿色蜂窝+改性酚醛预浸料”、“绿色蜂窝+改性酚醛预浸料”等绿色蜂窝夹层结构在飞机侧壁板等结构上应用的可能性，并取得了较好的研究成果[1]。
蜂窝结构材料的制备与性能探究
蜂窝结构材料的制备与性能探究蜂窝结构材料是一种具有许多优异性能的新型材料，在众多领域都有广泛应用。
它具有较高的强度、刚度和稳定性，同时又非常轻便，具有良好的隔热、防火等性能。
然而，如何制备出优质的蜂窝结构材料，以及如何探究和发挥其性能，是当前研究的热点和难点。
一、蜂窝结构材料的制备方法制备蜂窝结构材料的方法有很多种，主要包括模板法、熔融法、浸渍法、层压法等。
其中，模板法是目前应用最广泛的方法，它的原理是将模板或者模具放置在材料中，再进行热处理、压制等工艺，最终形成具有蜂窝状结构的材料。
具体来说，模板法分为两种方式：一种是纵向拉伸法，另一种是横向拉伸法。
纵向拉伸法是将模板保持原来的尺寸不变，而在一侧施加一定的牵拉力，使材料在拉伸过程中沿横向向两端均等延伸，最终形成蜂窝结构。
横向拉伸法则是将模板横向加热，然后两侧牵拉、延伸，从而形成空心的蜂窝状结构。
这种方法的优点是具有高度的可控性，可以根据需要来调节蜂窝孔隙率和壁厚。
从材料的角度来看，制备蜂窝结构材料的原料都是可以多样化的，例如金属、陶瓷、高分子等，因此根据不同的材料类型，也有相应的制备方法。
例如，对于金属蜂窝结构材料，通常采用铝、镁、钛等质量轻、强度高、耐腐蚀性好的金属为原料，制备工艺也以高温热处理为主。
而对于高分子材料蜂窝结构，通常采用聚酰亚胺、聚丙烯、聚苯乙烯等高分子材料为原料，加上涂敷、热压及成型等工艺，制备出具有优异应用性能的蜂窝结构材料。
二、蜂窝结构材料的性能探究除了制备方法之外，对于蜂窝结构材料的性能评价也是十分重要的。
从性能角度来看，我们可以依据应用需要，对蜂窝结构材料中的强度、硬度、热导率、隔热性、吸水性等进行探究。
首先是强度和硬度。
由于蜂窝结构材料具有很大的孔隙率和小的壁厚，因此需要通过一些加强措施来提高其强度和硬度。
比较常见的方法是在蜂窝结构中填充一些纤维增强材料，如纤维增强复合材料和聚合物泡沫等。
这些材料可以增强蜂窝结构的强度和硬度，并使其适用于更多领域，如汽车、航空、造船等。
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超轻多孔“类蜂窝”夹层结构材料设计方法研究综述
作者：李响， 童冠， 周幼辉， LI Xiang， TONG Guan， ZHOU Youhui
作者单位：李响,LI Xiang(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;三峡大学机械与动力学院,湖北宜昌 443002;三峡大学新能源微电网湖北省协同创新中心,湖北宜昌 443002)， 童冠,周幼
辉,TONG Guan,ZHOU Youhui(三峡大学机械与动力学院,湖北宜昌,443002)
刊名：
河北科技大学学报
英文刊名：Journal of Hebei University of Science and Technology
年，卷(期)：2015,36(1)
引用本文格式：李响.童冠.周幼辉.LI Xiang.TONG Guan.ZHOU Youhui超轻多孔“类蜂窝”夹层结构材料设计方法研究综述[期刊论文]-河北科技大学学报 2015(1)。