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三点抗弯实验测试指标引言：三点抗弯实验是材料力学实验中常用的一种试验方法，用于评估材料的抗弯性能。
本文将介绍三点抗弯实验的测试指标，包括弯曲应力、弯曲模量和断裂弯曲应力。
一、弯曲应力弯曲应力是材料在受力时产生的应力，用于描述材料在受到弯曲荷载时的抵抗能力。
在三点抗弯实验中，弯曲应力可以通过测量试样上的弯曲应变来计算得到。
弯曲应力的计算公式为：σ = M / (S * y)其中，σ为弯曲应力，M为加载试样时产生的弯矩，S为试样的截面面积，y为试样顶部与底部之间的距离。
二、弯曲模量弯曲模量是材料的刚度指标，用于衡量材料在受到弯曲荷载时的变形能力。
弯曲模量越大，材料越难发生弯曲变形，表明材料具有较好的刚性。
弯曲模量的计算公式为：E = (M * L^3) / (4 * b * h^3 * δ)其中，E为弯曲模量，M为加载试样时产生的弯矩，L为试样跨距，b为试样宽度，h为试样厚度，δ为试样的弯曲挠度。
三、断裂弯曲应力断裂弯曲应力是材料在承受弯曲荷载时发生断裂的应力值。
该指标可以用于评估材料的断裂韧性和抗拉强度。
断裂弯曲应力的计算公式为：σ_f = 3M_f / (2b h^2)其中，σ_f为断裂弯曲应力，M_f为试样断裂时产生的弯矩，b为试样宽度，h为试样厚度。
结论：通过三点抗弯实验可以得到材料的弯曲应力、弯曲模量和断裂弯曲应力指标。
弯曲应力可以衡量材料在受到弯曲荷载时的抵抗能力，弯曲模量可以评估材料的刚度，而断裂弯曲应力则可以反映材料的断裂韧性和抗拉强度。
在实际应用中，这些指标对于材料的选择和设计非常重要。
例如，在建筑和桥梁工程中，需要选择具有较大弯曲模量和断裂弯曲应力的材料，以确保结构的稳定性和安全性。
三点抗弯实验是一种常用的材料性能测试方法，可以通过测量弯曲应力、弯曲模量和断裂弯曲应力来评估材料的力学性能。
这些指标对于材料的选择和设计具有重要意义，可以为工程实践提供有力支持。
三点弯曲标准
三点弯曲试验是一种常用的材料力学性能测试方法，用于评估材料的弯曲强度和弹性模量。
以下是三点弯曲试验的一些标准：
1. ASTM D790：这是美国材料与试验协会（ASTM）制定的标准，用于测试塑料材料的弯曲性能。
2. ISO 178：这是国际标准化组织（ISO）制定的标准，用于测试塑料材料的弯曲性能。
3. JIS K7171：这是日本工业标准（JIS）制定的标准，用于测试塑料材料的弯曲性能。
4. GB/T 9341-2008：这是中国国家标准，用于测试塑料材料的弯曲性能。
这些标准通常包括以下内容：
1. 试验设备：包括试验机、加载装置、支撑装置等。
2. 试样制备：包括试样的形状、尺寸、制备方法等。
3. 试验条件：包括加载速度、温度、湿度等。
4. 试验程序：包括加载、测量、记录等。
5. 试验结果：包括弯曲强度、弹性模量等。
需要注意的是，不同的标准可能会有所不同，具体的测试方法和要求需要根据实际情况选择合适的标准。
PMI泡沫夹层结构成型工艺研究作者：林正杰梁恒亮周洪飞来源：《世界家苑·学术》2018年第07期摘要：本文针对某课题选用的PMI 71WF-HT泡沫材料成型的A型筋夹层结构，开展了胶接和共固化两种成型方式下的试验验证，测试不同成型压力下夹层试验件平拉、平压、弯曲和侧压等静力性能，结果表明：0.15MPa胶接工艺下的泡沫夹层结构静力性能较优。
关键词：泡沫夹层结构；胶接；共固化；静力性能1.前言复合材料泡沫夹层结构是由高强度、高模量的的树脂基复合材料作为面板、轻质的闭孔泡沫芯材和将面板与芯材连接在一起的胶接层三部分构成，这种结构具有较强的比强度和比刚度，同时还具有优良的抗冲击、抗振动、隔热、隔音等特性，目前作为功能结构和承载结构已广泛应用于航空、航天、船舶等方面。
重点是PMI泡沫材料，虽然比蜂窝夹层结构容重比小，但是前者具有较好的力学性能、耐压缩蠕变性能及抗吸湿性能。
同时PMI泡沫为微孔结构，能够为面板固化提供足够的支撑，便于共固化成型。
具有更好的可制造性和可维护性，可作为多种结构芯材使用。
本文重点针对PMI 71WF-H材料的性能数据进行分析探讨，旨在为结构制造的提供参考。
2.试验2.1.试验设备及材料泡沫夹层结构试验件所用材料主要包括 PMI71WF-HT泡沫、CF3031/BA9916-II蒙皮、J116A胶膜，力学性能测试采用Z100电子万能材料试验机2.2试样制备及检测条件试样采用德固赛公司的ROHACELL的PMI 71WF-HT泡沫作为夹层结构，制备了平面拉伸、平面压缩、三点弯曲、侧压的试样，面板厚度均为0.92 mm，芯部厚度25mm，平面拉伸、压缩试样的规格为60×60mm2，侧压试样的规格为60×25mm2，弯曲试样的规格为60×160mm2。
试样的制作过程分为0.15 MPa、0.2 MPa、0.3 MPa、0.4MPa、0.5 MPa、0.6 MPa 等压力下共固化与胶接两种成型方式。
三点弯曲法杨氏模量全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：三点弯曲法是一种常用的材料力学测试方法，用于测定材料的弯曲强度和弯曲模量。
而杨氏模量是衡量材料刚度的指标之一，它反映了材料在拉伸或压缩加载下的应力应变关系。
本文将详细介绍三点弯曲法和杨氏模量的相关知识。
三点弯曲法是一种简便有效的材料力学测试方法，适用于各种材料的弯曲性能测试。
在这种测试方法中，试样以两个支点为支撑，施加一个载荷在试样中间，由此产生弯曲变形。
通过测量试样的挠度和载荷，可以计算出材料的弯曲模量和弯曲强度。
三点弯曲法的原理是基于梁的弯曲理论，即当在梁上施加一个外力时，梁会发生弯曲变形，内部产生拉应力和压应力。
根据梁的弯曲理论，可以推导出试样中心的最大应力和最大挠度与试样尺寸、载荷大小和支座间距等参数的关系。
在进行三点弯曲测试时，需要事先制备好符合标准要求的试样，并严格控制试验条件，如载荷施加速度、试验环境温度等。
测试完成后，可以通过计算得到试样的弯曲模量和弯曲强度。
在三点弯曲法中，可以通过试验数据计算得到材料的弯曲模量。
弯曲模量的大小取决于材料的组织结构、成分和加工工艺等因素，不同材料的弯曲模量也会有所差异。
在工程设计和材料选择中，弯曲模量是一个重要的参数，可以指导材料的合理选择和设计。
第二篇示例：杨氏模量是材料力学性能的一个重要参数，用于描述材料在弹性区域内受力变形的能力。
而三点弯曲法则是一种常用的测试方法，用来测定材料的弯曲性能和弯曲刚度。
本文将介绍三点弯曲法和杨氏模量的相关知识，以及它们在工程实践中的应用。
我们来了解一下三点弯曲法的原理和操作步骤。
在进行三点弯曲测试时，通常需要一根长条状的材料样品，将其固定在两个支撑点之间，使样品在中间形成一个凸起。
然后在凸起的中间点施加一个向下的载荷，通过测量变形和载荷的关系来确定材料的弯曲性能。
三点弯曲测试可以得到材料的弯曲强度、弯曲刚度等参数，用于评估材料在实际应用中的性能。
三点弯曲法可以应用于不同类型的材料，包括金属、塑料、陶瓷等。
涂层三点弯曲法标准
涂层是一种覆盖在物体表面的材料，通常用于保护、装饰或改
变物体的表面特性。
涂层可以防止腐蚀、提高耐磨性、增加光泽或
改变外观颜色等。
而三点弯曲法是一种用于测试涂层附着力的方法，它通过施加力于涂层表面，来评估涂层与基材之间的结合强度。
这
种测试方法通常用于工业生产中，以确保涂层的质量和耐久性。
在进行三点弯曲法测试时，通常会遵循特定的标准以确保测试
的准确性和可比性。
例如，国际标准化组织（ISO）和美国材料和试
验协会（ASTM）都发布了涂层附着力测试的标准规程。
这些标准规
定了测试的具体步骤、试样的准备、施加力的方式、测试参数的选
择以及结果的评定标准等内容。
在进行涂层三点弯曲法测试时，需要注意以下几个方面：
1. 试样的准备，根据标准规定，需要选择合适的试样尺寸和形状，并确保试样表面的处理符合要求，以保证测试结果的准确性。
2. 施加力的方式，根据标准规定，需要使用标准化的测试设备，并严格控制施加力的方式和大小，以确保测试的可重复性和可比性。
3. 测试参数的选择，根据标准规定，需要选择合适的测试参数，如加载速率、加载方式等，以确保测试结果的准确性和可比性。
4. 结果的评定，根据标准规定，需要对测试结果进行准确的评定，并与标准规定的指标进行比较，以判定涂层的附着力是否符合
要求。
总之，涂层三点弯曲法是一种重要的涂层附着力测试方法，通
过遵循相关的标准规程进行测试，可以确保测试结果的准确性和可
比性，从而评估涂层的质量和性能。
三点弯曲试验件标准三点弯曲试验是常见的材料力学试验之一，它能够有效地测定材料的弯曲性能。
因此，对于进行三点弯曲试验的试验件标准也非常重要。
下面就来详细了解一下三点弯曲试验件标准的相关知识。
1. 材料的选择首先，进行三点弯曲试验时需要选择合适的材料。
试验件的材料应当具有代表性，即能够充分反映实际使用环境中所受到的载荷和应力状态。
同时，还要注意试验材料的光洁度和表面光滑度要求，以保证试验数据的准确性。
2. 试验件的尺寸和形状在选择试验材料之后，还需要对试验件的尺寸和形状进行标准化。
根据ISO、ASTM等标准，通常采用矩形形状的试验件，其宽度一般为10mm-20mm，高度一般为3mm-5mm，长度则根据具体试验要求确定。
同时还需要对试验件的边缘锉磨、抛光处理，以保证试验件的线性度和平直度。
3. 试验环境的标准化进行三点弯曲试验还需要注意试验环境的标准化。
试验环境应当在温度、湿度、气压等方面严格控制，避免环境变量对试验结果的影响。
此外，试验期间应当避免震动和外界干扰等因素的影响，以保证试验数据的准确性和可靠性。
4. 试验装置的标准化试验装置是进行三点弯曲试验时不可缺少的组成部分，因此需要对其进行标准化。
试验装置应当能够准确量测试验件所受到的载荷和变形量，并具备稳定、可靠、精确、方便操作等特点。
同时还需对试验装置的几何形状、结构材料、支撑点的跨距、支撑点的位置等方面进行详细规定，以保证试验数据的可靠性和可比性。
综上所述，进行三点弯曲试验需严格遵循相关标准，以保证试验数据的准确性和可靠性。
只有这样才能更好地评估材料的弯曲性能，为科学合理地设计和选择材料提供参考依据。
三点弯曲强度试验标准方法
三点弯曲强度试验是一种常见的材料力学试验方法，用于评估材料在弯曲载荷下的性能。
以下是一般的试验标准方法：
1.试样准备：
试样应根据所需的尺寸和形状制备好。
一般来说，试样长度应是其宽度的4至5倍，而试样的厚度则应根据所需弯曲半径、载荷和材料强度而定。
通常使用矩形或圆柱形的试样。
2.设置测试机：
将试样放置于弯曲测试机上，并根据试验要求设定测试机的参数，例如载荷速率、支持距离和弯曲半径等。
3.施加载荷：
在试样上施加载荷，并记录载荷随时间的变化。
一般来说，载荷应以控制速率施加，直到试样达到所需载荷或发生破坏时停止施加。
4.记录数据：
在试验过程中，应记录载荷、位移和应变等数据，以便后续分析和比较。
5.计算弯曲强度：
根据试验数据计算弯曲强度，通常使用以下公式：
σ = (3FL)/(2bh^2)
其中，σ表示弯曲强度；F表示所施加的载荷；L表示支持距离；b和h分别表示试样的宽度和厚度。
以上是一般的三点弯曲强度试验的标准方法，实际的试验方法和步骤可能会因材料类型和试验要求而有所不同。
三点弯曲载荷法
三点弯曲载荷法是一种用于测试和评估材料或结构在弯曲加载下力学性能的方法。
它主要用于评估材料的弯曲刚度、强度和变形行为。
三点弯曲载荷法的基本原理是在材料或结构的中心位置施加一个由上方两个载荷点形成的载荷，并观察材料在弯曲过程中的变形和破坏行为。
载荷点之间的距离称为支距，而载荷的大小和位置会对材料的弯曲性能产生影响。
以下是三点弯曲载荷法的几个关键要点：
1.实验设备：进行三点弯曲实验通常需要一个弯曲试验机，
该设备可以施加特定的载荷并测量材料在弯曲过程中的变形量。
2.载荷施加：试验时，将材料或结构放置在支撑辊上，由上
方夹具施加一个垂直向下的载荷，使之作用于材料的中心位置。
通常上方载荷点之间的距离较小，以确保在弯曲过程中产生足够大的曲率。
3.变形测量：使用传感器或测量设备来测量材料或结构在弯
曲加载下的变形行为。
变形通常以位移、应变或曲率的形式进行测量。
4.载荷与变形关系的分析：通过实验中测量到的载荷和变形
数据，可以分析载荷与变形之间的关系，绘制弯曲载荷-变形曲线。
同时，该曲线可以用于计算材料或结构的弯曲
刚度、强度和其他相关力学性能。
通过三点弯曲载荷法，可以获得材料或结构在弯曲加载下的力学性能参数，这对于材料研究、结构设计以及工程应用等方面具有重要意义。
三点弯曲试验得到的刚度系数引言三点弯曲试验是一种常用的材料力学试验方法，用来评估材料在受力情况下的变形性能和强度。
试验通过施加垂直于材料横截面的力，在材料上产生弯曲变形，并测量变形量和施加的力之间的关系。
弯曲试验中，根据力与变形之间的关系，可以计算出材料的刚度系数，用以描述材料抵抗弯曲变形的能力。
刚度系数的定义与计算公式刚度系数是指材料在单位力作用下产生的单位变形量。
在三点弯曲试验中，假设试样为长方形截面，长度为L，宽度为b，高度为h。
试样加在两个支座上，中间施加力P，以使试样发生弯曲变形。
通过测量试样的挠度d和施加力P，可以计算出弯曲刚度系数K。
弯曲刚度系数的计算公式为：K = P * L^3 / (4 * b * h^3 * d)影响刚度系数的因素刚度系数与材料的物理性质以及试样的几何形状有关。
一些关键的因素将在下面的小节中进行详细探讨。
材料的弹性模量材料的弹性模量是评估材料刚度的重要指标。
弹性模量越大，材料越抵抗弯曲变形，刚度系数也会相应增加。
试样的几何形状试样的几何形状对刚度系数产生重要影响。
长度L的增加将导致刚度系数增加，而高度h的增加则会降低刚度系数。
施加力的位置在三点弯曲试验中，施加力的位置对刚度系数的测量结果有着直接影响。
通常情况下，施加力位于试样中间位置时可以获得更准确的刚度系数。
三点弯曲试验的步骤三点弯曲试验包括以下几个步骤：1.准备试样：根据具体要求，制备符合要求的试样。
试样的尺寸和几何形状应符合试验标准要求。
2.安装试样：将试样安装在试验设备上的支撑点上，并确保试样平行于支撑面。
3.施加力：在试样的中间位置施加力，通常使用载荷施加装置，可以控制施加的力。
4.测量挠度：利用合适的测量仪器（如测微计）测量试样的挠度。
在试验过程中，可以根据需要测量不同位置的挠度，以便对试样的变形情况进行分析。
5.计算刚度系数：根据试样的几何参数和施加的力以及测得的挠度，使用刚度系数的计算公式计算刚度系数。
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缝合泡沫夹层结构复合材料三点弯曲性能研究舟
赖家美 ，鄢冬冬 ，饶欣远 ，王科 ，黄志超 （１．南昌大学机电工程学院聚合物成型研究室，南昌３３００３１；２．华东交通大学载运工具重点实验室，南昌３３００１３）
摘要：采用改进锁式缝合方法，在真空辅助树脂传递模塑（ＶＡＲＴＭ）工艺基础上制备了缝合泡沫夹层结构复合材 料，对其进行了三点弯曲测试，并对缝合参数对其弯曲性能的影响进行了实验研究。实验结果表明，在弯曲载荷作用 下，其结构的失效大部分是由于芯材的剪切破坏，在缝合密度较大和纤维层较多的情况下，弯曲性能优异。采用缝合 泡沫夹层结构可以提高复合材料的弯曲性能。 关键词：缝合泡沫；夹层结构；三点弯曲；弯曲性能 中图分类号：ＴＢ ３３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１．３５３９（２０１６）０２—０１０１．０５
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｔｈｒｅｅ－Ｐｏｉｎｔ Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｔｉｔｃｈｅｄ Ｆｏａｍ Ｓａｎｄｗｉｃｈ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ Ｌａｉ Ｊｉａｍｅｉ ，Ｙａｎ Ｄｏｎｇｄｏｎｇ‘，Ｒａｏ Ｘｉｎｙｕａｎ ，Ｗａｎｇ Ｋｅ ，Ｈｕａｎｇ Ｚｈｉｃｈａｏ ｆ１．ＰｏｌｙｍｅｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＬａｂ．，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００３１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｆｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｉｔｃｈｅｄ ｆｏａｍ ｓａｎｄｗｉｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｔｈａｔ ｗｅｒｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｖａｃｕｕｍ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｒｅｓｉｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ（ＶＡＲＴＭ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｌｏｃｋ ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｒｅｅ—ｐｏｉｎｔ ｂｅｎｄｉｎｇ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｒｅｖｅａｌ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｍｏｓｔｌｙ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｓｈｅａｒ ｆａｉｌｕｒｅ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｈａｓ ｔｈｅ ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ ｄｅｎｓｅｒ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｆｉｂｒｏｕｓ ｌａｙｅｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｓｔｉｔｃｈｅｄ ｆｏａｍ ｓａｎｄｗｉｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｂｅｎｄｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｉｔｃｈｅｄ ｆｏａｍ；ｓａｎｄｗｉｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｔｈｒｅｅ—ｐｏｉｎｔ ｂｅｎｄｉｎｇ；ｆｌｅｘｕｒａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ
缝合泡沫夹层结构复合材料是先进复合材料 的一种表现形式，在夹层结构复合材料中，使用泡沫 作为芯层来增加厚度，由于泡沫密度较低，故可在 质量增加很少的前提下，大幅度提高复合材料的刚 度 ］。夹层结构复合材料的应用范围越来越广泛， 但其横向力学性能较弱，特别是在上下面板跟芯材 结合处的界面强度较低，在外加载荷的作用下很容 易产生分层破坏 ２Ｊ。Ｌｉ Ｂｉｎｇ等［３ 采用面板和夹层 泡沫缝合成预成型件，再用成本很低的非热压罐成 型工艺，制成一种全厚度缝合的复合材料闭孔泡沫 夹层结构。通过这种方法，使得界面强度有了很大 的提高，也保留了较高的弯曲刚度比［４］。这些研究 者的主要工作集中在复合材料整体弯曲性能的研究 上，对缝合泡沫夹层结构复合材料的有关参数对复 合材料弯曲性能的影响没有进一步研究。笔者讨论 了缝合泡沫夹层结构复合材料的主要工艺参数对其 弯曲力学性能的影响，以便为工程应用提供参考。 １实验部分 １．１主要原材料 不饱和聚酯树脂：ＴＨ１１０－３５０Ｒ，日本Ｕ—ＰＩＣＡ 株式会社； 固化剂：ＫＰ－１００，美国ＳＹＲＧＩＳ公司； 双轴向玻璃纤维布：ＬＴ６００，浙江成如旦新能源 科技有限公司； 导流网：ＶＩ１６０，上海沥高科技有限公司； 脱模布：ＰＰ一８５ＷＢ，厦门维曼材料科技有限公 司； 真空袋膜：Ｖａｃｆｉｌｍ ４００Ｙ，上海沥高科技有限公 司： 缝线、底线：Ｋｅｖｌａｒ２９，１ ５００旦，东莞生茂线带 有限公司； 聚氨酯（ＰＵＲ）泡沫：厦门维曼材料科技有限公 司。 １．２主要仪器与设备 树脂收集器：ｓＪＱ－１０型，厦门维曼材料科技有
国家自然科学基金资助项目（５１２６３０１５，５１２６５０１２），江西省自 然科学基金资助项目（２０ｌ２２ＢＡＢ２０６叭１） 联系人：赖家美，博士，副教授，硕士生导师，主要从事聚合物基 复合材料的研究与应用 收稿日期：２０１５．１１—２５ 赖家美，等：缝合泡沫夹层结构复合材料三点弯曲性能研究 １ ０３ 沫中心层则才开始变形，出现弯曲。泡沫内外层呈 现一种不均匀地吸收弯曲能量的模式。夹层结构中 心层泡沫在受弯曲载荷后，体积明显发生了改变，产 生一定的褶皱［１０］ｏ泡沫被压缩后成腰鼓形，只要泡 沫层不被压实，泡沫都是一种有效的缓冲材料；当 卸载后，泡沫出现恢复现象，所以缝合泡沫夹层结构 复合材料会出现如此明显的弯曲回弹。 ２．２缝合参数对缝合泡沫夹层结构复合材料弯曲 性能的影响 测试不同缝合参数对缝合泡沫夹层结构复合 材料弯曲强度和弯曲弹性模量的影响，结果如图５、 图６所示。 日４３０５ 冬 辇２ ０ 钿１５０ ０ ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 组别 图５缝合参数对缝合泡沫夹层结构复合材料弯曲强度的影响 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 组别 图６缝合参数对缝合泡沫夹层结构复合材料弯曲弹性模量的影响 由图５和图６可看出，对于１～３组，保持行距 为１５ ｍｍ、纤维层数为３层不变，缝合泡沫夹层结 构复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量随着针距 的增加呈现逐渐减小的趋势，当针距为１０ ｍｍ时， 复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量出现最大值（ 第１组）。对于第４～６组，保持针距为１５ ｍｍ、纤 维层数为３层不变，随着行距的增加，复合材料的弯 曲强度和弯曲弹性模量也呈逐渐减小的趋势，当行 距为１０ １Ｔｉｍ时，复合材料的弯曲强度和弯曲弹性 模量出现最大值（第４组）。对比针距和行距对弯 曲强度的影响，可以发现，二者对弯曲强度和弯曲弹 性模量的影响基本一致，即在缝合密度大的情况下， 复合材料的弯曲性能优异。对于第７—９组，保持针 距和行距均为１５ ｍｍ，随着纤维层数的增加，复合 材料的弯曲强度和弯曲弹性模量均呈逐渐增加的趋 势，当纤维层数为９层时，复合材料的弯曲强度和弯 曲弹性模量出现最大值（第９组）。 缝合泡沫夹层结构复合材料的弯曲性能取决 于其破坏方式，不仅与纤维、缝线树脂柱、基体及界 面的性能等有关，还与试件的跨高比以及弯曲断裂 挠度等有密切关系。在缝合泡沫夹层结构复合材料 中，缝线树脂柱是一个重要结构，其承载能力强，在 泡沫结构未破坏的前提下，缝合密度越大，复合材料 的弯曲性能越优异［１１］ｏ在三点弯曲实验中，第ｌ一６ 组是针对缝合密度而设定的参数，在针距、行距均较 小的情况下，缝合密度越大，缝线树脂柱相应越多， 故复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量大，即弯曲 性能好；而对于第７～９组，在针距、行距一定时，由 于纤维层数增加，复合材料上下表层的玻璃纤维层 变厚，其承载能力变强，所以，层数越多，其弯曲性能 越好。 ２．３缝合参数对缝合泡沫夹层结构复合材料弯曲 挠度和弯曲能量的影响 缝合参数对缝合泡沫夹层结构复合材料弯曲 挠度和弯曲能量的影响如图７、图８所示。
４０ 呈 。
。 暴 。
Ｏ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９
组别
图７缝合参数对缝合泡沫夹层结构复合材料弯曲挠度的影响
１Ｏ０ －’ ８０ ６０ 嚣４ｏ ２０ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９
组别
图８缝合参数对缝合泡沫夹层结构复合材料弯曲能量的影响 观察图７和图８可知，对于第１—３组，保持行 距为１５ ｍｍ、纤维层数为３层不变，针距对缝合泡 沫夹层结构复合材料弯曲挠度和弯曲能量的影响 与对弯曲强度和弯曲弹性模量的影响不同，弯曲挠 度和弯曲能量随着针距的增加出现一个波动情况，
４ ２ Ｏ ８ ６ ４ ２ ０ １ １ １ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ０ Ｂｄ０＼蛹 融鲁钟 １０４ 工程塑料应用 ２０１６年，第４４卷，第２期 二者的变化趋势一致，当针距为１０ ｍｍ时弯曲挠 度和弯曲能量出现最大值（第１组）。对于第４～ ６组，保持针距为１５ ｍｍ、纤维层数为３层不变，行 距对复合材料弯曲挠度和弯曲能量影响情况跟针距 对其的影响一样，同样出现一个波动情况，当行距为 １５ １ＴＵＴＩ时弯曲挠度与弯曲能量出现最大值ｆ第５ 组）。对于第７～９组，保持针距和行距均为１５ ｒｆｌｎ３ 不变，复合材料的弯曲挠度不是随着纤维层数的增 加而增大，而是在纤维层数为６层时弯曲挠度出现 最大值（第８组），而弯曲能量随着纤维层数的增加 而增大，当纤维层数为９层时弯曲能量出现最大值 ｆ第９组）。 缝合泡沫夹层结构复合材料不是均一的结构， 承载弯曲力的方式比较复杂，在加载过程中，缝合泡 沫夹层结构复合材料弯曲挠度与弯曲能量的变化趋 势基本是一致的。 ２．４缝合参数对缝合泡沫夹层结构复合材料最大 弯曲正应力的影响 缝合参数对缝合泡沫夹层结构复合材料最大 弯曲正应力的影响如图９所示。 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 组别 图９缝合参数对缝合泡沫夹层结构复合材料最大弯曲正应力的影响 观察图９可知，对于第１～３组，保持行距为 １５ ｍｍ、纤维层数为３层不变，随着针距的增加，缝 合泡沫夹层结构复合材料的最大弯曲正应力呈递减 趋势，当针距为１０ ｍｍ时，复合材料的最大弯曲正 应力出现最大值（第１组）。对于第４～６组，保持 针距为１５ ｍｍ、纤维层数为３层不变，缝合泡沫夹 层结构复合材料的最大弯曲正应力随着行距的增加 而减小，当行距为１０ ｍｍ时，复合材料的最大弯曲 正应力出现最大值（第４组）。对于７～９组，保持 针距和行距均为１５ ｍｍ不变，缝合泡沫夹层结构 复合材料的最大弯曲正应力随着纤维层数的增加而 增大，当纤维层数为９层时，复合材料的最大弯曲正 应力出现最大值ｆ第９组）。 在缝合泡沫夹层结构复合材料受到弯曲载荷 时，复合材料内部的弯曲正应力按刚度比分配，将主 要由增强纤维及缝线树脂柱承担。由于复合材料夹 层结构的两块面板都能承受载荷且内部有很多缝线 树脂柱，故复合材料在受力时的应力扩展方式会比 较复杂且内部表征较难观测，但宏观表现较易观察， 对比试样破坏情况与万能试验机上的可视化结果图 可知，在弯曲加载过程中，破坏现象出现时，缝线树 脂柱承担弯曲应力，然后将力传递到夹芯泡沫层，当 整个夹层结构破坏时，出现最大弯曲力。 ２．５ 缝合泡沫夹层结构复合材料三点弯曲的载 荷一位移曲线 在三点弯曲载荷作用下，试件的弯曲挠度不仅 包括弯曲正应力引起的弯曲挠度，而且包括弯曲剪 应力引起的弯曲挠度。同时，弯曲挠度会引起支座 反作用力对试件横截面产生一个附加弯矩。缝合参 数对缝合泡沫夹层结构复合材料三点弯曲的载荷一 位移曲线的影响如图１０～图１２所示。
