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11、往復(fù)荷載作用下泡沫鋁夾芯梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為研究

2)能量分析

泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)的吸能特性本質(zhì)是由于泡沫鋁材料在彎曲變形過(guò)程中的能量損耗。其能量損耗形式包括由面板變形、基體材料變形產(chǎn)生的能量損耗、孔壁間的摩擦產(chǎn)生的能量損耗等。

泡沫鋁三明治梁的荷載-位移響應(yīng)曲線上出現(xiàn)較長(zhǎng)的塑性變形段，這表明泡沫鋁三明治梁在變形過(guò)程中能夠吸收大量的能量，泡沫鋁三明治梁的吸能性大小可用其在變形過(guò)程中吸收的形變功來(lái)表示：E(d)=∫^d₀F(x)dx         （2-13）

曲線與橫軸包圍的面積的大小反映出泡沫鋁三明治梁吸能性能的高低。

在得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果之后，可以用壓力-位移曲線求積分的方法，求出能量吸收的大小。對(duì)于各組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)Origin計(jì)算出在15mm內(nèi)吸收能量結(jié)果如表2-2。

                             表2-2厚跨比與試樣在載荷作用下吸收能量的關(guān)系

可以看出，靜態(tài)三點(diǎn)彎曲載荷作用下的泡沫鋁夾芯梁的能量吸收性能與厚跨比的關(guān)系不明顯，這一點(diǎn)同厚跨比與極限承載力的關(guān)系不同。后者隨厚跨比的逐漸增大有明顯的增大趨勢(shì)。厚跨比較小時(shí)試樣的破壞模式較單一，均為面層屈服拉裂的情況，能量吸收也較為穩(wěn)定，離散性不是很大。但隨著厚跨比的增大能量吸收有一定程度的提高，從試樣的破壞的狀態(tài)可以看出，芯材的壓縮變形明顯，能量吸收很大程度上集中在壓縮變形上。但是，隨著厚跨比的增大，存在多種破壞模式混雜的情況，并不簡(jiǎn)單是芯材剪切、面層屈服或者是上面板翹曲。所以厚跨比增大，能量吸收也較為復(fù)雜。不同的破壞模式有著不同的能量吸收能力，因此而導(dǎo)致了大厚跨比時(shí)，能量吸收離散性大的情況。