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閉孔泡沫鋁夾層結構耐撞性研究（十三）

2.3.2結構響應分析---A

為了研究臨界失效模式對后繼載荷-位移曲線和后屈曲變形的影響，圖2.10-2.13展示了泡沫鋁夾層結構三點彎曲的幾種典型荷載-位移曲線及其變形時刻圖，本章中的曲線與以往的相關研究有一定的差異，這些載荷-位移曲線沒有明顯的面板拉伸以及在初始失效模式之后的后續硬化行為，這是由于在實驗過程中夾層結構試件與試驗夾具的夾持端之間存在相對滑動。根據夾層結構的臨界失效模式和載荷-位移曲線分析可知，具有相同面板材料但不同臨界失效模式夾層結構的荷載-位移曲線差異很大，并且具有相同臨界失效模式但面板材料不同的夾層結構之間荷載-位移曲線也有一定差異，因此根據面板材料和曲線形狀不同可以將泡沫鋁夾層結構準靜態彎曲試驗的載荷-位移曲線分為四類，分別為類型I、Ⅱ、Ⅲ和IV，載荷-位移曲線類型I和Ⅱ為鋁合金夾層結構所特有，類型Ⅲ和IV 為纖維增強夾層結構所特有，各曲線類型的特點及臨界失效模式分析如下：

類型I載荷-位移曲線的特征是曲線只存在一個峰值載荷，臨界載荷即為峰值載荷，后屈曲階段的載荷變化與臨界載荷比相差較大，如圖2.10(a) 所示。具有這種載荷-位移曲線的試件的臨界失效模式為芯層剪切(CS)，如圖2.10(b)所示，或者是下界面分離(DB)。首先，從壓頭接觸試件開始至峰值力(從O到A)為彈塑性階段，當試件到達A處，出現肉眼可見的失效模式，即為臨界失效模式；而A到B階段主要是臨界失效模式的演變及其演變附帶的其他失效模式的耦合，在此階段載荷下降較大。B點之后泡沫芯層裂紋或者下界面產生的界面裂紋的長度基本變化不大，而載荷的也趨于穩定。

　　類型Ⅱ載荷-位移曲線的特征是存在兩個峰值載荷，第一個峰值力為臨界載荷；與第一個峰值力相比，第二個峰值力之后的載荷下降更大，如圖2.11(a)所示。具有這種曲線的夾層結構試件的臨界失效模式為壓痕壓入(IN), 如圖2.11(b)所示，或者上界面分離(DB)。載荷-位移曲線的O到A階段與曲線I相似，屬于彈塑性階段；當試件到達A處，出現臨界失效模式壓痕壓入或者是上界面分離，載荷在小段距離內發生小幅度下降；當達到B點時，由于泡沫鋁芯層逐漸壓實(對應臨界失效模式IN)或試件的整體承載能力仍然很強(對應臨界失效模式上界面失效DB)，載荷仍有小幅度上升趨勢。到達C點后，出現下界面失效，嚴重影響試件整體的承載能力，載荷下降的速度比第一個峰值力下降得更快。