为了提高碳纤维复合材料夹芯板结构领域专业知识,我们近期将针对该结构力学实验和测试方法进行概述,试验时主要采用了广泛接受的军用标准(MIL-STD-401B)测试方法,主要测试内容包括如下几部分:
长梁弯曲试验(Long Beam Flexure Test);
边压试验(Edgewise Compression Test);
平拉试验(Flatwise Tension Test);
平压试验(Flatwise Compression Test);
短梁剪切试验(Short Beam Shear Test);
爬高圆筒剥离试验(Climbing Drum Peel Test)。
本文首先介绍了长梁弯曲试验和短梁剪切试验的测试及计算公式。
该测试有几种可能的失效模式(见图1),一些更典型的失效模式包括皮层拉伸/压缩破坏、局部的面部起皱失效以及局部的面部缺陷。
图1 夹芯板长梁弯曲试验
长梁弯曲试验的典型跨度为20英寸。通过长梁弯曲试验,可以确定夹层抗弯强度和弯曲模量。平均表层应力和模量可通过以下公式确定:
上述计算公式适用于具有薄蒙皮结构的对称夹层板,关于试验和数据的更详细内容可参考MIL-STD-401B第5.2.4节或ASTM C-393。
该试验时典型跨距为4英寸(见图2)。尽管本试验有几种可能的破坏模式,但典型的破坏模式是芯部结构破坏。
图1 夹芯板短梁剪切试验
在短梁弯曲试验中,如果芯部发生破坏,则芯部抗剪强度(平均剪应力)可按下式计算:






