闭孔泡沫铝夹层结构耐撞性研究（二十六）

2.5.2数值计算临界失效模式

图2.24为计算所得的泡沫铝夹层结构在弯曲位移约为3mm时的变形模式云图与试验所得的临界失效模式图对比。从各图变形对比可以看出，数值模拟得到的失效模式和试验的临界失效模式基本一致，AL-F1和AL-H20为压痕压入(IN),AL-D25和AL-F2 为芯层剪切(CS)。

根据数值模拟得到的各夹层结构的Mise应力云图可以看出，各结构面板受到的平均应力远大于芯层所受到的，因此，为了便于观察芯层所受到的应力分布，区分结构所受到的临界失效模式，将夹层结构截面的应力区域超过芯层在此刻受到的最大应力值的颜色设为灰色，如各仿真中面板颜色。从图2.24(a)和(b)中芯层应力云图可以看出，压头正下方上层芯层部分受到的应力是最大的，支撑端拐角处也受到了很大的挤压应力，压头与支撑端之间的应力小于两接触点附近的应力值；通过试件整体变形可以看出，压头附近面板有明显的铰链，正下方芯层泡沫有明显压溃痕迹，属于典型的压痕压入失效模式(IN)。从图2.24(c)和(d)中芯层应力云图可以看出，芯层最大应力未见于压头正下方及支撑端拐角处，而是沿两接触点中间逐渐增大，从其应力分布的形状来看，基本呈现斜45°的剪切应力带； 从试件的变形形式而言，两面板的上下位置基本平行，压头与夹持端之间未出现明显的铰链，芯层泡沫未见明显压溃迹象，属于典型的芯层剪切失效模式(CS)。