復合材料因其輕質高強、耐腐蝕、可設計性強等特點，已被廣泛應用于航空航天、國防和基礎設施等領域。以纖維增強復合材料格柵板，采用不飽和聚酯樹脂作為基體材料，玻璃纖維作為增強材料，通過模塑工藝加工成型格柵板。復合材料格柵板作為一種特殊的結構型式，可較好地滿足承載需求，且具備一定延性破壞特征，尤其適用于腐蝕性環境，如化工廠平臺板、走道板和檢修通道等。
格柵板整體結構由格肋網格和蒙皮組成。在幾何形式上，格柵板結構具有較好的拓撲優化性，等重前提下相較于其他結構形式具有更大的截面慣性矩和更好的受彎性能，格肋也具有較高的法向剛度，可獲取更高的結構效率。此外，格肋相對獨立，在沖擊荷載作用下，受損后裂紋不易擴散，整體性能較好。
復合材料格柵板加筋結構的穩定性分析模型主要包括離散加強筋模型、有限元模型和平鋪加強筋模型，其中，離散加強筋模型僅適用于特定的加筋結構，有限元模型則需進行大量重復分析的優化設計，而基于均勻化假設并考慮結構整體抗失穩能力的平鋪加筋模型則更為適用。總而言之，復合材料格柵板結構的荷載傳遞路徑較為復雜，破壞時呈現格肋纖維斷裂、蒙皮纖維斷裂、格肋蒙皮剝離等多種損傷模式，為相關的研究帶來較大困擾。
本文以復合材料格柵板為研究對象，分別對不設蒙皮的復合材料純格柵板、設上或下蒙皮的復合材料格柵加筋板和設雙面蒙皮的復合材料格柵夾層板進行系統的受彎試驗研究和數值分析。純格柵板完全由格肋網格構成；格柵加筋板由格肋網格和上或下蒙皮構成，二者共同承受彎曲和剪切荷載作用；格柵夾層板由格肋網格和上下雙面蒙皮構成，上下蒙皮主要承受彎曲荷載作用，而格肋網格主要承受剪切荷載作用并部分承受彎曲荷載作用，同時對上下蒙皮起支撐作用。
其中：格柵加筋板通過上或下蒙皮與格肋網格共固連接，以單面蒙皮約束格肋的失穩和變形，相較于純格柵板可更為有效地提高結構的整體剛度；格柵夾層板中上下蒙皮為主要受荷構件，而格肋主要為上下蒙皮提供有效的支撐與連接，通過格肋傳遞剪切應力，可使上下蒙皮變形一致，提高構件整體剛度。
試驗方案
試驗參照《夾層結構彎曲性能試驗方法》，分別對復合材料純格柵板、復合材料格柵加筋板以及復合材料格柵夾層板試件進行三點彎和四點彎加載試驗。受彎試驗加載裝置采用30t萬能試驗機。受彎試驗采用分級加載并實時記錄荷載及位移值。
結果表明
復合材料格柵板在達到極限承載力之前其荷載-位移曲線呈線性增長，此后，其強度下降趨勢呈“鋸齒階梯狀”，表現為多次小幅度升降：格柵板在破壞前有密集的響聲預兆，破壞過程持續時間長；格柵夾層板和設下蒙皮的格柵加筋板破壞現象相似，均從下蒙皮泛白開裂開始至蒙皮剝離破壞，破壞過程存在彈性變形、脫粘失穩、夾芯剪切破壞和殘余強度四階段；純格柵板和設上蒙皮的格柵加筋板的破壞現象相似，均從格肋豎向開裂開始至水平纖維拉斷導致試件破壞；格柵夾層板在破壞過程中呈現一段近似延性的變化，定義為“偽延性”。
對于設置蒙皮方式相同的復合材料格柵板，其極限抗彎承載力和抗彎剛度將隨試件跨度的增大而降低；以設上蒙皮的格柵加筋板為例，試件跨度從1000mm減小至500mm，其極限承載力降低55.7%，跨中位移提高120%。格柵夾層板和設上蒙皮的格柵加筋板的極限抗彎承載力相較于其他類型的格柵板有一定提高；以跨度為1000mm的格柵夾層板為例，相較于相同跨度的純格柵板、設上蒙皮的格柵加筋板和設下蒙皮的格柵加筋板，其極限抗彎承載力分別提高27.2%、5.3%和36.2%；
根據復合材料格柵板受彎性能參數影響有限元分析結果，增大上蒙皮厚度較增大下蒙皮厚度可更為有效地提高試件的受彎性能。而增大格肋厚度和減小格肋間距對提高試件的受彎性能較為有益。格肋高度從25mm增大至75mm，試件抗彎承載力提高72.7%，抗彎剛度提高124.1%，增大格肋高度可最為有效地提高試件的抗彎承載力和抗彎剛度。
