文档介绍：轻质点阵夹芯板在民用飞机上的应用分析
【摘要】点阵夹芯板是由上、下两层薄面板以及芯层周 期分布的杆单元组成的轻质多孔结构，具有很高的比刚度和比 强度、优异的抗冲击力学性能，此外还具有多功能集成特性， 比如隔热隔声、通风等，在民用飞机上具有很好的应用前景。
【关键词】点阵夹芯板；民用飞机
中图分类号：0348文献标识码：A文章编号：2095- 2457 (2018) 23-0064-002
DOI： . issn2095-2457. 2018. 23. 025
【Abstract] Lattice core sandwich plates are lightweight porous structures comprising a truss core and two thin flat sheets， with high stiffness to weight and strength to weight ratios and great ability of impulse-resistance・ In addition the sandwich plates provide multi-functional properties such as reduction of heat and noise, vent with air, and promise great appliestion on civil aircraft.
[Key words] Lattice Core Sandwich Plates； Civil
Aircraft
0引言
轻质、高强度、高韧性的材料结构一直是民用飞机设计研 究的关键技术问题。重量作为民用飞机设计的重要指标，直接 关系到飞机运营时的燃油经济性和航空公司的效益。国内外新 型客机大范围使用碳纤维增强复合材料、铝锂合金等新材料也 是出于减轻结构重量、提升产品市场竞争力的目的。此外，民 用飞机不仅对材料结构的强度和承载能力要求较高，对于材料 结构的多功能性也有新的要求，比如地板材料减振、隔热，舱 门和货舱挡板抗冲击破坏、隔离噪音，燃油箱结构的通风、排 漏等。
自然界有许多天然多孔材料，比如木材、骨头以及珊瑚等, 孔隙率高，承载能力强并且具有生物多功能集成的特性。受此 启发，科研人员开发出多种超轻多孔材料，比如金属泡沫、蜂 窝夹芯板、点阵夹芯板等，也都具有高孔隙率的特点，并且拥 有高比强度、高比刚度、高强韧、抗冲击等优良力学性能以及 多功能集成的特性［1］。
点阵材料是由杆件在空间周期重复排列而形成的桁架结构, 研究者提出并制造了众多构型各异的三维点阵材料，常见的单 胞构型有金字塔型、四面体型、Kagome型等等。将三维点阵
材料作为芯层来连接上下两层薄面板，构成了点阵夹芯板，如 图1所示。
相关研究表明，在相同重量的情况下，点阵材料的面内杨 氏模量可以比蜂窝材料高出两个数量级以上，其面外强度可高 出蜂窝材料一个数量级以上。在保持高孔隙率的同时，点阵材 料的微结构具有良好的可设计性，可满足工程结构对材料力学 性能的不同要求。国内一些高校甚至制造出了力学性能更强的 复合材料点阵夹芯结构［3］。
1点阵夹芯板的力学性能
点阵夹芯板是由空间周期分布的桁架以