
夾芯結(jié)構(gòu)材料又稱夾層結(jié)構(gòu)材料,通常由上下層面板、膠合層及中間芯材構(gòu)成的復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu),部分類型為金屬-聚合物-金屬三層結(jié)構(gòu)。其受力原理類似工字梁,面板承擔(dān)面內(nèi)應(yīng)力,芯材承擔(dān)橫向剪切應(yīng)力,具有高比剛度、比強(qiáng)度及降噪、隔熱等特性。
芯材主要分為硬質(zhì)泡沫、蜂窩和輕木三類,其中蜂窩芯材包含鋁蜂窩等。該材料因重量輕、成本低,被廣泛應(yīng)用于建筑、交通、航空、船舶、風(fēng)電及汽車工業(yè)等領(lǐng)域。在風(fēng)電葉片中,常用芯材為PVC泡沫和輕木,新型PET、PMI等材料也逐漸應(yīng)用。金屬-聚合物-金屬夾層材料在汽車制造中涉及滾壓結(jié)合工藝,并研究其機(jī)械性能和成型性。
夾層結(jié)構(gòu)材料通常由上面板、上膠合層、芯材、下膠合層、下面板構(gòu)成。
特點(diǎn):
夾層結(jié)構(gòu)材料的整體受力原理類似工字梁。夾層結(jié)構(gòu)材料的面板承受由彎矩引起的面內(nèi)正應(yīng)力和面內(nèi)剪切應(yīng)力,芯材主要承受由面板傳來的橫向剪切應(yīng)力,與此同時(shí)還具有穩(wěn)定兩塊面板,防止局部屈服的作用。夾層結(jié)構(gòu)材料具有優(yōu)良的比剛度和比強(qiáng)度,即在同等剛度和強(qiáng)度下,重量更低。此外,夾層結(jié)構(gòu)材料還具有削弱噪音與震動(dòng)、隔熱、抗疲勞、阻燃、吸聲、隔震等優(yōu)點(diǎn)。夾層結(jié)構(gòu)材料通過合理選擇芯材和面板,可以有效降低材料的單位體積成本。
檢測項(xiàng)目:平拉、平壓、彎曲、剝離、拉伸、剪切強(qiáng)度等。

檢測標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 1452夾層結(jié)構(gòu)平拉強(qiáng)度測試方法
ASTM C297夾層結(jié)構(gòu)平拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法
GB/T 1453夾層結(jié)構(gòu)或芯子平壓性能試驗(yàn)方法
GB/T1454夾層結(jié)構(gòu)測壓性能試驗(yàn)方法
ASTM C365夾層芯子平壓性能試驗(yàn)方法
GB/T 1456夾層結(jié)構(gòu)彎曲性能試驗(yàn)方法
GJB 130.9膠接鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)彎曲性能試驗(yàn)方法
GB/T 1455夾層結(jié)構(gòu)或芯子剪切性能試驗(yàn)方法
GB/T 1457夾層結(jié)構(gòu)滾筒剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法
GJB 130.8膠接鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)90°剝離試驗(yàn)方法
通常夾層結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度要高于單獨(dú)的面板材料或芯材剛度、強(qiáng)度,且重量、成本等均低于單一材料,因此被廣泛應(yīng)用于建筑、公路運(yùn)輸、軌道交通、航空、傳播、風(fēng)電等領(lǐng)域。
芯材是風(fēng)電葉片關(guān)鍵材料之一,在葉片的前緣、后緣以及腹板等部位,一般采用夾層結(jié)構(gòu)來增加結(jié)構(gòu)剛度,防止局部失穩(wěn),提高整個(gè)葉片的抗載荷能力。