2.2 Balsa輕木
Balsa輕木也是應用最廣泛的夾芯材料之一,它的綜合力學性能比PVC泡沫更好。在微觀結(jié)構(gòu)上,它是一種十分致密的蜂窩狀結(jié)構(gòu),所以壓縮強度和壓縮模量都很高。表2為市場常見的Baltek公司SB系列輕木芯材的力學性能。

對SB系列輕木的力學性能進行統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn),其力學性能與密度也基本成正比。
同時發(fā)現(xiàn),其剪切強度明顯低于木纖維方向的壓縮強度和拉伸強度,而剪切模量達不到木纖維壓縮和拉伸模量的10%,這一點與C70不同。導致這一差異的原因在于兩種芯村的細觀結(jié)構(gòu)不同,PVC泡沫是各向同性的,而balsa木有著強烈的各向?qū)浴?br />
3、夾層結(jié)構(gòu)及其芯材相關(guān)測試方法
3.1 芯材基本性能測試
對于芯材,最主要的性能指標是壓縮和剪切性能,表3列出了常用的如ISO、
ASTM、GB等測試方法。

除此之外,還有DIN,BS,JIS,各廠家和研究機構(gòu)自己制定的標準等,對于特定芯材的特定性能,各測試標準基本原理是一致的,但在試樣尺寸和試驗操作上不完全相同。關(guān)于各測試標準的技術(shù)水平和測試結(jié)果的精,各國都有專門的標準化委員會來研究,如美國的,中國的GB等。在工程應用上,如用戶進行芯材的對比選擇,或是芯材生產(chǎn)上的質(zhì)量檢查和控制,只要選定一種熟悉的測試方法既可。
3.2 夾層結(jié)構(gòu)性能測試
由于制作工藝、設計水平和生產(chǎn)管理等影響,由高性能芯材制成的復合材料夾層結(jié)構(gòu)的綜合性能不一定如設計所愿。所以,對夾層結(jié)構(gòu),還要通過專門的試驗測試來檢驗其實際效果。
夾層結(jié)構(gòu)力學性能測試有靜力學測試和動力學測試。中國夾層結(jié)構(gòu)靜態(tài)試驗標準為GB/T 1452-GB/T 1457,見表4。其中最能充分反映夾層結(jié)構(gòu)綜合辦學特性的是層結(jié)構(gòu)彎曲試驗方法,它直接模擬了構(gòu)件的主要受力情況,可以考驗面層強度,粘接面強度,芯材強度和制作工藝水平。從彎曲試驗的破壞狀況可以判斷制品的薄弱環(huán)節(jié),從而做針對性的改進。

對特定的復合材料產(chǎn)品,如航空航天產(chǎn)品,軌道交通車輛等,還會要求進行疲勞測試和沖擊測試。這些測試的設備工裝復雜,要由具有較高技術(shù)水平和一定相關(guān)經(jīng)驗的人員來操作,更重要的是要能夠?qū)y試結(jié)果進行正確的分析。因此,常規(guī)的實驗室往往不做此類試驗,要在針對性很強的專門實驗室進行。
4、小結(jié)
復合材料在近幾十年得以迅猛發(fā)展,在于其“輕質(zhì)高強”的特性,而夾層結(jié)構(gòu)的設計理念則向人們展示了復合材料“更輕更強”的神奇魁力。其中,夾芯材料是設計成敗的關(guān)鍵,只有熟悉了各種夾芯材料的性能和夾層結(jié)構(gòu)的制作工藝,并選用正確的試驗方法進行檢驗,才能制作出優(yōu)秀的復合材料夾層結(jié)構(gòu)制品。