28、往复荷载作用下泡沫铝夹芯梁结构的力学行为研究

3.4.3 实验结果分析

为了与铝面板的泡沫铝夹芯梁的分析数据进行对比，如下分析同样采用厚跨比的概念作为比较各组试样的尺寸对各项指标影响的控制条件，为各个试样进行尺寸效应因素分析。

1)厚跨比对载荷循环次数的影响规律

以各试样厚跨比作为控制参数，得出厚跨比与最大循环次数的关系，与铝面板夹芯梁不同之处在于钢面板夹芯梁的影响规律性不够明显。实验过程中，可以观察到钢面板的夹芯梁在加载初期就容易出现面板脱胶的现象，一旦面板整体脱胶疲劳寿命就会有较大程度的增加，但此时结构就已不再作为夹芯结构工作。所以以厚跨比作为影响因素分析钢面板的泡沫铝夹芯结构就已经不适合。对于厚度较大的组别，如A、D组，加载过程中，泡沫铝芯材出现凹陷，损伤积累较稳定，而脱胶的组别损伤积累突变值较大，控制荷载有急剧的突变。因此出现整体脱胶的试样就不再适合用厚跨比概念来判断其影响规律。

2)厚跨比对初始最大加载幅值的影响规律

以各试样厚跨比作为控制参数，得出厚跨比与初始最大加载幅值关系，钢面板夹芯结构随着厚跨比的增加初始最大加载幅值有非常明显的提高，这与泡沫铝夹芯结构的静刚度密切相关。

3)钢面板夹芯结构损伤积累分析

根据ELMahi给出的刚度退化模型为理论基础，选取循环加载过程中未出现严重脱胶并且厚跨比较大的组别：A组以及D组，用Origin软件处理试验机记录的实时载荷数据，比较A组三个试样在循环加载过程中的刚度退化规律可以发现，其共同点是正反面对称的结构刚度退化程度不同，负向位移下，载荷减小迅速，刚度呈现骤然降低的特点。正向和负向的位移下，刚度退化的趋势都呈现出在最初的明显下降之后出现一个较长的平台阶段，最后迅速退化至加载循环结束。所以厚跨比较大的钢面板的泡沫铝夹芯结构刚度退化规律也基本复合ELMahi给出的刚度退化模型。

从以上A组和D组的试样的循环次数与载荷水平的关系中。可以观察到，试验机在控制跨中位移的初始阶段荷载水平都有较大程度的下降，说明初始时刻为短暂的变化区。之后是较长的平稳演化阶段，这一平台阶段反映了结构整体在受到往复荷载时的耐久性能。平台阶段越长就表明结构的耐久性越好，当然平台阶段的长度也受到位移控制的水平、往复加载的频率等的影响。在接近试件最终寿命时，试件内的损伤开始急剧发展，如A4、A6试样表现的尤其明显，荷载水平平稳发展阶段末期出现斜率陡增的趋势。荷载水平下降规律近似可以用指数函数描述，荷载水平瞬变的区域也是与结构或者材料中突然出现的刚度或者强度损伤有关，在本次取出的A、D组试样就表明钢面板屈服后被拉断的瞬间。

其中所采集的A5试样荷载水平曲线，在前期有提高的趋势，从实际破坏样品中可以发现，面板尚未出现明显的损伤积累时，中部芯材已被压缩致密，这就导致结构承载力没有大幅下降，反而出现小幅上升的趋势。