闭孔泡沫铝夹层结构耐撞性研究（十三）

2.3.2结构响应分析---A

为了研究临界失效模式对后继载荷-位移曲线和后屈曲变形的影响，图2.10-2.13展示了泡沫铝夹层结构三点弯曲的几种典型荷载-位移曲线及其变形时刻图，本章中的曲线与以往的相关研究有一定的差异，这些载荷-位移曲线没有明显的面板拉伸以及在初始失效模式之后的后续硬化行为，这是由于在实验过程中夹层结构试件与试验夹具的夹持端之间存在相对滑动。根据夹层结构的临界失效模式和载荷-位移曲线分析可知，具有相同面板材料但不同临界失效模式夹层结构的荷载-位移曲线差异很大，并且具有相同临界失效模式但面板材料不同的夹层结构之间荷载-位移曲线也有一定差异，因此根据面板材料和曲线形状不同可以将泡沫铝夹层结构准静态弯曲试验的载荷-位移曲线分为四类，分别为类型I、Ⅱ、Ⅲ和IV，载荷-位移曲线类型I和Ⅱ为铝合金夹层结构所特有，类型Ⅲ和IV 为纤维增强夹层结构所特有，各曲线类型的特点及临界失效模式分析如下：

类型I载荷-位移曲线的特征是曲线只存在一个峰值载荷，临界载荷即为峰值载荷，后屈曲阶段的载荷变化与临界载荷比相差较大，如图2.10(a) 所示。具有这种载荷-位移曲线的试件的临界失效模式为芯层剪切(CS)，如图2.10(b)所示，或者是下界面分离(DB)。首先，从压头接触试件开始至峰值力(从O到A)为弹塑性阶段，当试件到达A处，出现肉眼可见的失效模式，即为临界失效模式；而A到B阶段主要是临界失效模式的演变及其演变附带的其他失效模式的耦合，在此阶段载荷下降较大。B点之后泡沫芯层裂纹或者下界面产生的界面裂纹的长度基本变化不大，而载荷的也趋于稳定。

　　类型Ⅱ载荷-位移曲线的特征是存在两个峰值载荷，第一个峰值力为临界载荷；与第一个峰值力相比，第二个峰值力之后的载荷下降更大，如图2.11(a)所示。具有这种曲线的夹层结构试件的临界失效模式为压痕压入(IN), 如图2.11(b)所示，或者上界面分离(DB)。载荷-位移曲线的O到A阶段与曲线I相似，属于弹塑性阶段；当试件到达A处，出现临界失效模式压痕压入或者是上界面分离，载荷在小段距离内发生小幅度下降；当达到B点时，由于泡沫铝芯层逐渐压实(对应临界失效模式IN)或试件的整体承载能力仍然很强(对应临界失效模式上界面失效DB)，载荷仍有小幅度上升趋势。到达C点后，出现下界面失效，严重影响试件整体的承载能力，载荷下降的速度比第一个峰值力下降得更快。