閉孔泡沫鋁夾層結構耐撞性研究（四十一）

4.3結構失效機理分析（1）

根據(jù)對各試件在不同的沖擊能量下得到的載荷-位移曲線和失效過程分析可知，對鋁合金夾層結構而言，其典型的失效機理主要有兩種。通過比較同一配置的泡沫鋁夾層結構在不同沖擊能量下的載荷-位移曲線發(fā)現(xiàn)，在當前速度范圍內，應變率對此夾層結構的機械響應影響不大，所以本章的研究忽略應變率對夾層結構沖擊過程的影響，因此可以用不同沖擊能量下的試件最終破壞形式來分析夾層結構的失效過程，從而得出其損傷失效機理。

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-位移曲線有兩個峰值載荷，結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，可以將結構響應分為三個階段，第一階段為沖頭接觸到上面板到抵達第一次峰值載荷，由于這個過程半球狀沖頭與面板的接觸面積不是線性增長且面板逐漸發(fā)生塑性變形，所以此階段的載荷呈非線性增長，當上面板出現(xiàn)裂紋時，如圖4.2(b)中①,載荷到達第一個峰值載荷；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)以及擴展，與此同時，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至密實化，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，開始于下面板出現(xiàn)裂紋到結構完全失去承載能力。