湿热环境对含板芯脱胶复合材料蜂窝板固有频率的影响

作者：王玉鑫,郝彤星,宋昊,卢翔

摘要：对于由复合材料层合板和Nomex芯层构成的含板芯脱胶蜂窝板,进行了不同温湿度下固有频率的数值分析,以探究板芯脱胶对复合材料蜂窝板在湿热环境下固有频率的影响。基于分段剪切变形理论,利用湿热膨胀的等效性,考虑变形后上面板与芯层在脱胶区域处的位移差值,对蜂窝板的运动控制方程进行求解。建立了四端固支的含板芯脱胶复合材料蜂窝板有限元模型。分别讨论了温度、湿度、温湿度联合作用对不同板芯脱胶面积蜂窝板固有频率的影响。算例结果表明:吸湿量在0.5%~0.75%之间时,25%脱胶面积的蜂窝板首先出现了屈曲效应;湿热条件不变时,随着脱胶面积的扩大,复合材料蜂窝板的前三阶固有频率逐渐降低,且对第一阶固有频率的影响最大;当湿热应力达到一定程度时,脱胶面积的增加,会使蜂窝板结构更早地进入湿热屈曲状态,且屈曲效应的影响是从低阶频率逐步扩展到高阶频率;湿、热联合作用下,18%脱胶面积蜂窝板的固有频率受环境的影响最严重。

发文机构：中国民航大学航空工程学院

关键词：复合材料蜂窝板板芯脱胶湿热环境屈曲固有频率composite honeycomb structurefacesheet/core debondinghygrothermal environmentbucklingnatural frequency

分类号： TB332[一般工业技术—材料科学与工程]