16、往复荷载作用下泡沫铝夹芯梁结构的力学行为研究

3.2铝面层泡沫铝夹芯梁在往复载荷下的三点弯曲试验

3.2.1 疲劳实验夹具的设计

1)疲劳试验夹具根据以往的研究资料，不同的学者和研究机构采用了不同的夹具设计方案，有三点弯夹具也有四点弯夹具。例如：Burman和 Zenkert等人对复合材料夹芯结构的研究中所采用的夹具形式，夹头处采用方块形式，方形压头不能很好的模拟点弯曲的接触形式。而在Tilmann Beck等人的研究中，也同样采用了类似的夹头形式。

两端夹头用的是块状夹片，与理论模型的铰接支承有较大差别。

Nitin Kulkarni等人对复合材料的夹芯结构进行了疲劳试验的研究中，所使用的是特制的三点弯曲用疲劳试验夹具，此种夹具有意将夹头设计成特殊形状，让试件避免产生凹陷破坏的情况。但是两端的支承处没有限制向上的位移，所以加载也只是单方向的。

Fleck 等人在研究金字塔锥体孔结构的夹芯三明治梁的静态力学性能和疲劳性能的实验中，为了验证Ashby的经典理论模型，在上压头处加了一个矩形垫块。此种简易压头不能够施加往复荷载，加载方向是单向的，卸载后结构的回弹只是结构在弹性阶段的回弹，损伤积累到一定程度，结构内部破坏严重时，结构回弹会很小。对于复合夹芯材料的疲劳性能研究也采用的是此种简易的压头形式。

2)三点弯夹具的设计

根据疲劳试验机的吨位、试验机夹持端的形状，确定使用位移控制作为循环疲劳试 验的控制方式。为了能够将单轴往复拉压循环的疲劳试验机运用于弯曲疲劳试验，设计并加工了三点弯曲夹具，并且将夹具与疲劳试验机相连。上部加载时需要夹紧，中间及两边压头部位设计成1cm直径的滚轴，确保良好的铰接接触下部支承则设计成可精确调整跨距的钢燕尾槽与两端可移动(可紧固)端支座的分体式模式。 经过设计的夹具与试验试样具有良好的接合度，跨距精确，保证了三点弯曲往复荷载下的加载可靠性。