2、往复荷载作用下泡沫铝夹芯梁结构的力学行为研究

1.1.2研究的目的和意义

在工业领域中，开发具有强度高、减震性能好、质量轻等优点的泡沫铝夹芯结构，可以使结构重量降低、使用寿命延长、安全性能提高，为了结构优化设计更新提供材料上的保障；在一些极端的环境下，例如：发动机换热器或者船体的结构部件中，假如选用泡沫铝夹芯结构，不仅可以发挥不同材料的功能(如隔热、隔离电磁波、吸收冲击能量、防腐蚀等),使得金属材料实现结构、功能一体化。随着科学技术的发展，在节省材料，节约资源，减轻自重，多功能一体化等需求的牵引下，研究者们正在不断寻找比较理想的轻质结构材料，泡沫铝夹心结构的出现正可以满足现代工业制造对于多功能、高性能材料的需求。因此开展此类材料的理论和实验研究，促进制造业发展和应用，以及提高我国材料研究水平，满足我国快速增长的行业需求都将有很深远的意义。此外，对于泡沫铝夹心结构的研究有助于推动与之有类似结构性能的材料的研究和发展，例如：蜂窝夹心结构材料、各种新型泡沫金属夹心结构。所以对于泡沫铝夹芯结构的研究具有十分重要的科研意义和工程应用价值。

目前，对于泡沫铝夹芯结构的研究很广泛，但是仍然有很多力学问题尚未得到解决，泡沫铝夹芯结构的力学响应，尤其是往复荷载以及疲劳荷载下的力学特征以及破坏机理都尚未深入了解，这些都是新型夹芯结构在实际工程应用中的瓶颈。例如，作为小型船体的结构材料，承受波浪等往复荷载下的寿命问题，就非常有实际价值。另外，泡沫铝夹芯结构在实际加工中的最优尺寸问题，仍然是决定此种夹芯结构大规模应用于实践当中的首当其冲的问题。本文就是在这样的研究背景之下提出的。为了拓展泡沫铝夹芯结构的工程应用范围，尤其是此类结构的极限应用情况，本文以泡沫铝夹芯结构为研究对象，对此类的结构在不同尺寸条件下和不同的外界荷载条件下的结构优化设计理论进行了实验研究，并对用于疲劳试验的试样进行了结构优化设计，重点开展了泡沫铝夹芯梁结构的弯曲往复荷载性能研究。考虑结构尺寸和面板材料的不同对于往复荷载下的试件破坏模式以及寿命的影响。对泡沫铝夹芯结构在静力性能和疲劳行为中面临的诸如：缺陷评价、刚度预测等几个问题，给出了描述方案。