夹芯拼接三明治结构台阶差对结构性能的影响验证及分析

复合材料夹芯三明治结构由上下表面纤维层和中间夹芯一起灌注而成,相较于单一复合材料层板,三明治结构增大了惯性矩,有效提升了结构的抗弯和抗屈曲性能.该结构具有密度小、抗弯刚度大、稳定、减震性能好等特点,广泛应用于航空航天、风电叶片等行业. 目前,对复合材料三明治结构的研究主要集中在单一夹芯三明治结构的力学性能方面.研究表明,夹芯三明治结构在弯剪耦合作用下出现表面层屈服、芯材剪切破坏、局部凹陷以及界面脱粘四种失效模式,而夹芯三明治结构的失效形式与夹芯层和表面层的力学性能、界面结合强度等因素有关.当前,叶片夹芯材料设计评估也主要依据单一夹芯三明治结构的测试结果,但由于一支叶片存在多处夹芯过渡区域,单一夹芯结构的测试结果不能反映整支叶片的实际情况.实际叶片设计中需要根据叶型承载分布情况,在不同区段选取不同规格的夹芯材料.