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夾層結構（復合構造的板、殼結構）

次瀏覽 | 更新時間：2023-05-20

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夾層結構

復合構造的板、殼結構

夾層結構是一種復合構造的板、殼結構，它的兩個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，要求強度高；后者稱為夾層，要求重量輕。

基本信息

中文名	夾層結構
外文名	sandwich structure
應用科學	航空科技（一級學科），飛行器結構及其設計與強度理論（二級學科）
定義	由面板與疏松的或較輕的夾芯層組成的板、殼結構

基本介紹

第二次世界大戰(zhàn)時，為了充分利用木材資源，英國的“蚊式”轟炸機上就采用了全木質(zhì)夾層結構。一般夾層結構用于機翼、尾翼、機身、箭體、箭頭、減速板、發(fā)動機短艙、隔音裝置、防火隔板等。與薄壁結構的薄蒙皮相比，夾層板的厚度大得多，抵抗失穩(wěn)能力強，重量還可減小，而且表面光滑，氣動外形良好。但它的制造工藝復雜，工藝質(zhì)量又不易檢驗，所以應用受到限制。夾層結構表板的材料有鋁合金、不銹鋼、鈦合金和各種復合材料。夾層材料有輕質(zhì)木材、泡沫塑料等，也可用金屬材料或復合材料制成波紋板夾層或蜂窩型夾層（見蜂窩結構）。夾層與表板一般用膠粘結在一起，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。夾層結構與一般板殼結構受力分析的唯一差別在于撓度計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。夾層結構的兩表板之間距離較大，所以夾層結構的彎曲剛度比一般板殼結構大得多，失穩(wěn)臨界應力顯著提高。夾層結構自身不用鉚釘，免除了釘孔引起的應力集中，提高了疲勞強度。夾層結構與相鄰結構的連接較為復雜，夾層本身的局部接觸強度較弱，又需承受連接的集中力，因此必須妥善進行接頭設計。

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