闭孔泡沫铝夹层结构耐撞性研究（四十一）

4.3结构失效机理分析（1）

根据对各试件在不同的冲击能量下得到的载荷-位移曲线和失效过程分析可知，对铝合金夹层结构而言，其典型的失效机理主要有两种。通过比较同一配置的泡沫铝夹层结构在不同冲击能量下的载荷-位移曲线发现，在当前速度范围内，应变率对此夹层结构的机械响应影响不大，所以本章的研究忽略应变率对夹层结构冲击过程的影响，因此可以用不同冲击能量下的试件最终破坏形式来分析夹层结构的失效过程，从而得出其损伤失效机理。

图4.2为AL-F2在不同冲击能量下的载荷-位移曲线及失效模式，AL-F2在166J冲击能下试件完全穿透，其载荷-位移曲线有两个峰值载荷，结合其在不同冲击能量下最终损伤CT扫描图，如图4.2(b)所示，可以将结构响应分为三个阶段，第一阶段为冲头接触到上面板到抵达第一次峰值载荷，由于这个过程半球状冲头与面板的接触面积不是线性增长且面板逐渐发生塑性变形，所以此阶段的载荷呈非线性增长，当上面板出现裂纹时，如图4.2(b)中①,载荷到达第一个峰值载荷；第二阶段为第一次峰值载荷到第二次峰值载荷，在此阶段的前半阶段载荷持续下降到波谷，主要的失效模式为上面板裂纹的出现以及扩展，与此同时，泡沫芯层受到一定程度的压溃，在第二阶段的后半阶段，由于泡沫铝芯层被压实至密实化，如图4.2(b)中③所示，载荷再一次持续上升；第三阶段即为第二次峰值载荷之后，开始于下面板出现裂纹到结构完全失去承载能力。