含碳纳米管薄膜表层的蜂窝夹芯壁板模拟雷击试验研究

王永伟¹，严刚¹，郭飞²

1. 南京航空航天大学航空学院机械结构力学及控制国家重点实验室2. 陆军工程大学电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室

摘 要：近年来复合材料以其优异性能而被广泛应用于航空结构中,但复合材料的整体导电性较低,遭受雷击容易造成严重损伤,威胁结构安全。本文提出将碳纳米管薄膜与复合材料结构共固化形成导电表层,对雷击进行防护。为验证碳纳米管薄膜表层的防护效果,制备了碳纳米管薄膜表层防护的复合材料蜂窝夹芯壁板试验件,施加不同峰值的模拟雷击电流,使用高速摄像机记录其雷击过程,并通过目视和CT扫描对其损伤进行检测。结果表明:不同雷电流峰值情况下,雷电流峰值越大,试验件的表层损伤面积和内部分层损伤长度也越大;相同雷电流峰值情况下,含碳纳米管薄膜防护试验件的表层损伤面积和内部分层损伤长度明显减小,由此可以得知碳纳米管薄膜表层对复合材料蜂窝夹芯壁板的雷击损伤具有较好的防护效果。

关键词：复合材料结构;碳纳米管薄膜;雷击防护;模拟雷击试验;