数字散斑相关方法用于蜂窝夹芯板的弯曲破坏形态研究

【作者】 姜益军； 戴宜全； 顾成军； 石教炎；

【机构】 东南大学力学研究所；

【摘要】 玻璃纤维是纤维增强复合材料中应用最广泛的增强体,具有成本低、耐热、耐化学腐蚀性能好、拉伸强度和耐冲击强度高、绝热及绝缘性能好等特点,因此被广泛应用于航空航天领域,如玻璃纤维纸质蜂窝夹芯结构常用于飞机的机翼、天线部件、雷达罩等。随着新型复合材料的不断涌现,复合材料在汽车、机械、建筑物加固等民用领域也得到了广泛应用。理想复合材料的性能理论上是可精确预测的,但从复合材料的制造工艺如纤维铺层方向、胶层厚度、蜂窝尺寸等对其力学性能影响较大,因此,利用实验方法了解结构的力学性能及其破坏行为显得尤为重要。论文利用数字散斑相关方法,对某型玻璃纤维纸质蜂窝夹芯板的三点弯曲过程进行了全场位移测量,并根据位移场进一步分析了板材在不同跨高比条件下弯曲时的破坏原因和破坏形态,得到该型板材在三点弯曲破坏时当跨高比在15以内时其破坏取决于压头的压力大小,而与跨中弯矩大小无关,其破坏形态均为夹层纸质蜂窝受压失稳破坏。弯曲试验过程中由于板材变形较大,导致变形前、后的两幅散斑图之间的相关性受到影响,为克服这一矛盾,论文采用多级相关处理技术来获得两幅非相关散斑图之间的变形,进而获得整个破坏过程的位移场的测量。论文对玻璃纤维纸质蜂窝夹芯板材三点弯曲时的破坏原因及破坏形态的研究为夹芯材料制备中如何提高其抗弯性能进行了有益探索。更多还原