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閉孔泡沫鋁夾層結(jié)構(gòu)耐撞性研究（四十一）

4.3結(jié)構(gòu)失效機(jī)理分析（1）

根據(jù)對(duì)各試件在不同的沖擊能量下得到的載荷-位移曲線和失效過(guò)程分析可知，對(duì)鋁合金夾層結(jié)構(gòu)而言，其典型的失效機(jī)理主要有兩種。通過(guò)比較同一配置的泡沫鋁夾層結(jié)構(gòu)在不同沖擊能量下的載荷-位移曲線發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前速度范圍內(nèi)，應(yīng)變率對(duì)此夾層結(jié)構(gòu)的機(jī)械響應(yīng)影響不大，所以本章的研究忽略應(yīng)變率對(duì)夾層結(jié)構(gòu)沖擊過(guò)程的影響，因此可以用不同沖擊能量下的試件最終破壞形式來(lái)分析夾層結(jié)構(gòu)的失效過(guò)程，從而得出其損傷失效機(jī)理。

圖4.2為AL-F2在不同沖擊能量下的載荷-位移曲線及失效模式，AL-F2在166J沖擊能下試件完全穿透，其載荷-位移曲線有兩個(gè)峰值載荷，結(jié)合其在不同沖擊能量下最終損傷CT掃描圖，如圖4.2(b)所示，可以將結(jié)構(gòu)響應(yīng)分為三個(gè)階段，第一階段為沖頭接觸到上面板到抵達(dá)第一次峰值載荷，由于這個(gè)過(guò)程半球狀沖頭與面板的接觸面積不是線性增長(zhǎng)且面板逐漸發(fā)生塑性變形，所以此階段的載荷呈非線性增長(zhǎng)，當(dāng)上面板出現(xiàn)裂紋時(shí)，如圖4.2(b)中①,載荷到達(dá)第一個(gè)峰值載荷；第二階段為第一次峰值載荷到第二次峰值載荷，在此階段的前半階段載荷持續(xù)下降到波谷，主要的失效模式為上面板裂紋的出現(xiàn)以及擴(kuò)展，與此同時(shí)，泡沫芯層受到一定程度的壓潰，在第二階段的后半階段，由于泡沫鋁芯層被壓實(shí)至密實(shí)化，如圖4.2(b)中③所示，載荷再一次持續(xù)上升；第三階段即為第二次峰值載荷之后，開(kāi)始于下面板出現(xiàn)裂紋到結(jié)構(gòu)完全失去承載能力。