13、往复荷载作用下泡沫铝夹芯梁结构的力学行为研究

2.3.2针对于往复荷载试验的结构优化设计

1)泡沫铝夹芯梁的整体结构设计

通过以上理论分析得出的结论和对实验结果的分析，厚跨比对泡沫铝夹芯梁结构的承载能力和能量吸收方式都有着不同程度的影响。结构的承载能力随着厚跨比的提高而提高，但是结构的承载能力稳定性却随着厚跨比的增大而变得很不稳定，离散性变大。所以设计时应尽可能在控制厚跨比大小的前提下，提高结构承载能力的上限，以期得到承载能力稳定性较好的结构。

2)泡沫铝夹芯梁的截面细部特性设计

在大致确定了结构的合理厚跨比之后，分别确定面板和芯材的厚度。由上述实验中厚跨比为0.250的情况可以看出，截面设计时，可以遵循等强度原则，即受压上面板的临界屈曲荷载和受拉下面板的屈服破坏荷载相同的原则(σ_cr=f_y)，以此为界限来选择，截面是优先出现上面板受压屈曲破坏，还是下面板的受拉屈服破坏。关于铝材质面板的受压屈曲分析，文献给出了受压铝板件弹性屈曲的解析解，式(2-16):

σ_cr=k·［（π²·E(t/b)²）/12（1-ν²）］                     (2-16)

式中：σ_cr是欧拉临界应力；t为面板厚度； b为面板宽度；ν为泊松比；k为板的屈曲系数，取决于边缘约束形式。

对于工艺上的缺陷，如脱胶等情况的发生，应该用胶粘工艺和结构设计两方面的措施来解决。由式(2-16)可知，为避免上面板受压下翘曲后脱胶，可以加大上面板的厚宽比(t/b), 即提高上面板的厚度，或者在上面板与芯材的交接处使用焊接工艺，增强边缘约束形式，以此来提高σ。

但是分析实验结果后发现，下面板屈服断裂后，夹芯梁的承载力急剧下降，而上面板屈曲可以吸收能量，并使结构荷载位移曲线出现较长的屈服平台，所以宜优先选择提高下面板的屈服强度，或者直接加厚下面板，以此来提高下面板的受拉承载力。