14、往复荷载作用下泡沫铝夹芯梁结构的力学行为研究

2.4本章小结

本章分别从理论和实验的角度对东南大学材料科学与工程学院制备的泡沫铝夹芯梁结构在静态三点弯曲荷载作用下的失效行为和承载能力进行了研究。并分析了在不同的厚跨比之下，该种结构的不同的力学性能，为进一步研究夹芯梁在往复荷载作用下的力学行为奠定了基础，并且为加工出在往复荷载作用下性能稳定的夹芯梁进行了理论分析，优化设计了夹芯梁结构。这些理论分析成果也为泡沫铝夹芯结构的工程应用提供了参考 。

本章先给出了泡沫铝夹芯梁结构的较为成熟的Gibson理论分析过程，实验研究了不同厚跨比的泡沫铝夹芯梁三点弯曲载荷下的力学行为。由实验结果发现夹芯梁的三点弯曲过程是一个非线性过程，主要有两个阶段：弹性变形阶段和塑形破坏阶段。结构的承载力极限值也随着厚跨比的增大而增大，但是结构的承载力稳定性却随着厚跨比的增大而降低，也就是说，厚跨比很大的夹芯梁结构承载力波动很大，结构不具备作为工程结构所需要的良好的稳定性能。能量分析还得出，随着厚跨比的增大，结构在加载过程中吸收能量的能力随之增大，厚跨比很大时，同样出现了离散性很大的问题。通过观察试样的破坏模式发现，厚跨比大的夹芯梁结构，破坏模式种类较多，吸收能量的方式也较多，吸收能量的能力各不相同。同时将实验结果与理论破坏模式相比较可以发现吻合较好。

在本章最后给出广义厚跨比概念，从力学概念上解释了理论厚跨比反映在结构截面上的应力分布情况，并为泡沫铝夹芯梁结构的优化设计给出了较好的理论依据。