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夾層結(jié)構(gòu)（復(fù)合構(gòu)造的板、殼結(jié)構(gòu)）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-20

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夾層結(jié)構(gòu)

復(fù)合構(gòu)造的板、殼結(jié)構(gòu)

夾層結(jié)構(gòu)是一種復(fù)合構(gòu)造的板、殼結(jié)構(gòu)，它的兩個(gè)表面由很薄的板材做成，中間夾以較輕的夾芯層。前者稱為表板，要求強(qiáng)度高；后者稱為夾層，要求重量輕。

基本信息

中文名	夾層結(jié)構(gòu)
外文名	sandwich structure
應(yīng)用科學(xué)	航空科技（一級學(xué)科），飛行器結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)與強(qiáng)度理論（二級學(xué)科）
定義	由面板與疏松的或較輕的夾芯層組成的板、殼結(jié)構(gòu)

基本介紹

第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，為了充分利用木材資源，英國的“蚊式”轟炸機(jī)上就采用了全木質(zhì)夾層結(jié)構(gòu)。一般夾層結(jié)構(gòu)用于機(jī)翼、尾翼、機(jī)身、箭體、箭頭、減速板、發(fā)動機(jī)短艙、隔音裝置、防火隔板等。與薄壁結(jié)構(gòu)的薄蒙皮相比，夾層板的厚度大得多，抵抗失穩(wěn)能力強(qiáng)，重量還可減小，而且表面光滑，氣動外形良好。但它的制造工藝復(fù)雜，工藝質(zhì)量又不易檢驗(yàn)，所以應(yīng)用受到限制。夾層結(jié)構(gòu)表板的材料有鋁合金、不銹鋼、鈦合金和各種復(fù)合材料。夾層材料有輕質(zhì)木材、泡沫塑料等，也可用金屬材料或復(fù)合材料制成波紋板夾層或蜂窩型夾層（見蜂窩結(jié)構(gòu)）。夾層與表板一般用膠粘結(jié)在一起，也可用熔焊、焊接連接，形成整體。在總體受力分析中，認(rèn)為上、下兩表板只承受表板面內(nèi)的拉、壓力和剪切力，不能承受彎矩和扭矩，而中間夾層只承受垂直于夾層中面的切力。夾層結(jié)構(gòu)與一般板殼結(jié)構(gòu)受力分析的唯一差別在于撓度計(jì)算中除了考慮彎曲力矩產(chǎn)生的撓度外，還要考慮剪力的影響。夾層結(jié)構(gòu)的兩表板之間距離較大，所以夾層結(jié)構(gòu)的彎曲剛度比一般板殼結(jié)構(gòu)大得多，失穩(wěn)臨界應(yīng)力顯著提高。夾層結(jié)構(gòu)自身不用鉚釘，免除了釘孔引起的應(yīng)力集中，提高了疲勞強(qiáng)度。夾層結(jié)構(gòu)與相鄰結(jié)構(gòu)的連接較為復(fù)雜，夾層本身的局部接觸強(qiáng)度較弱，又需承受連接的集中力，因此必須妥善進(jìn)行接頭設(shè)計(jì)。

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