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复合材料夹芯板具有质量轻、强度大、刚度大等显著优点,目前已经广泛应用于航天航空、船舶、交通运输等领域。本文所研究的轻木—复合材料夹芯板以玻璃纤维复合材料作为面层和腹板,以轻质木材为芯材。目前国内外夹芯板的主要生产工艺为真空导入工艺,但难以满足土木工程领域量大面广的需求。采用拉挤成型工艺制造,可实现工业化连续生产。本文通过试验研究、理论分析和数值模拟,对轻木—复合材料夹芯板受弯性能进行了研究,主要研究内容及结论如下: (1)选用无碱玻璃纤维束与短切纤维毡、不饱和树脂与泡桐木芯材,对轻木-复合材料夹芯板的拉挤工艺进行了研究。研究表明:设定160℃的模具加热温度(凝胶区)、选取10cm/min的拉挤速率,可制造得到表观性能良好的轻木-复合材料夹芯板。 (2)通过双悬臂梁(DCB)试验与裂纹扩展(CSB)试验,测定试件的界面能量释放率,并与真空导入工艺制作的试件进行对比,分析了芯材表面是否开槽对两种工艺制作的夹芯板界面粘结性能的影响。同时考虑了芯材种类与芯材表面涂抹偶联剂两个参数对于界面性能的影响。 (3)将制造的两侧腹板增强的矩形截面复合材料夹芯板(W-SCP)和两侧带凹槽腹板矩形截面复合材料夹芯板(WG-SCP)进行受弯性能试验研究,得到不同截面形式及界面处理方式的复合材料夹芯板在集中荷载作用下的变形情况、破坏形态和极限荷载等。并通过与真空导入工艺下复合材料夹芯板受弯性能的对比分析,得到不同工艺下板材相关弯曲力学行为。 (4)采用Timoshinko梁理论,考虑弯曲变形和剪切变形的共同影响,推导W-SCP及WG-SCP板材的抗弯刚度和等效剪切刚度,得出挠度计算公式。基于经典无腹板的夹芯板理论及一阶剪切变形理论,针对不同破坏模式板材进行承载力分析,与试验值吻合较好。