题目：Z向缝合泡沫夹芯复合材料工艺及力学性能研究

夹芯结构因具有轻质高强的特点，已成为先进复合材料技术和应用的重要组成部分。然而传统的夹芯结构复合材料容易开胶、脱粘，质量难以控制，限制了其进一步的应用。因此，缝合夹芯结构、连续编织夹芯结构和点阵夹芯结构等新材料与新结构不断出现。本文针对Z向缝合泡沫夹芯结构的成型工艺方向与性能评价进行系统研究，为高性能缝合泡沫夹芯结构的制备奠定了理论与实验基础。 本实验首先对Z向缝合泡沫夹芯复合材料的缝合、成型及固化工艺进行了探索，重点研究了SCRIMP工艺中辅助材料的作用，并对注胶方式进行了优化，解决了与材料特殊结构有关的宏观缺陷。在此基础上，考察了真空压力和缝线细度等因素对结构参数和承力柱孔隙率的影响规律。同时实验考察了Z向缝合泡沫夹芯复合材料的力学特性与破坏模式，研究了结构形式、结构参数和后固化等因素对其力学性能的影响规律。 实验结果表明：下表面和异步注胶时，树脂流动的边缘效应明显，不易控制；树脂浸渍上面板和承力柱的时间沿注胶方向逐渐增大，并随真空压力的增加而减小，但几乎不受缝线细度的影响；沿注胶方向，承力柱尺寸逐渐减小，并受泡沫韧性、真空压力和缝线细度的重要影响；面板纤维体积分数沿注胶方向基本一致，随真空压力的增加而增大；承力柱孔隙率沿注胶方向呈总体下降的趋势，中心位置的孔隙率高于边缘位置，并随真空压力增加而减小；承力柱分布密度一致时，承力柱排布方式对Z向缝合泡沫夹芯复合材料的力学性能影响不大；缝合方式主要影响弯曲性能，沿缝线方向的弯曲强度优于垂直缝线方向；该材料的平压和弯曲性能主要受承力柱分布密度和缝线细度的影响，两种力学性能均随承力柱分布密度和缝线细度的增加而增大，而侧压性能主要受承力柱高度和缝合面板内层数的影响，随承力柱高度的减小而增大，并且Z向缝合纤维贯穿整个面板时，不利于侧压性能的提高。