在設(shè)計中,面板考慮的主要因素是材料的強度和剛度,而芯材考慮的主要因素是最大減重。飛機結(jié)構(gòu)中的芯材通常是鋁蜂窩、泡沫或 Cascell? 蜂窩。鋁蜂窩或Cascell?蜂窩具有壓縮模量高、重量輕的優(yōu)點。它們是廣泛用于飛機結(jié)構(gòu)的芯材,經(jīng)常與碳/玻璃纖維預(yù)浸料一起使用。常見的結(jié)構(gòu)包括機翼前緣、方向舵、起落架艙口、翼身和翼尖整流罩。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)雖然在性能上較金屬鈑金結(jié)構(gòu)有突出的優(yōu)勢。
在某些情況下,如果面板出現(xiàn)裂縫和孔隙,水和水蒸氣很容易進入蜂窩。在低溫下,進入蜂窩孔的水結(jié)冰后會膨脹,破壞相鄰蜂窩孔的粘附性,降低夾層結(jié)構(gòu)的性能,必須進行修復(fù)。蜂窩夾層構(gòu)件的維護成本使得原有的輕量化優(yōu)勢相比泡沫芯結(jié)構(gòu)不復(fù)存在。由于硬質(zhì)泡沫芯材是閉孔的,水和水蒸氣無法進入芯材,降低了維護和檢查成本因此,泡沫夾層結(jié)構(gòu)的全壽命成本更經(jīng)濟,盡管泡沫的重量略重當(dāng)達到相同的剪切能力時,比蜂窩。
隨著復(fù)合蜂窩夾層結(jié)構(gòu)在使用中的一系列問題,國內(nèi)外航空航天領(lǐng)域的研究人員將目光轉(zhuǎn)向了高性能聚合物泡沫芯材,主要是PMI泡沫材料。在夾層結(jié)構(gòu)構(gòu)件中,使用泡沫芯既可以降低制造成本,又可以用作結(jié)構(gòu)材料。如果只考慮結(jié)構(gòu)材料,核心泡沫結(jié)構(gòu)和蜂窩芯夾層結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要在重量方面處于劣勢。



