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激光焊接钢质夹层结构在国外已用于实船，其连接构件的强度特性，是尚待解决的关键问题之一。基于有限元分析软件Ansys，分析在面内载荷作用下，I型金属夹层结构内嵌方框型连接构件的失效模式和极限承载能力，并研究不同形式、不同尺寸的初始缺陷，以及连接构件的设计参数对极限载荷的影响规律。结果显示，其失效模式是普通焊接接头处大部分区域均出现塑性变形，形成塑性铰。对于各种类型初始缺陷，随着其尺寸的增大，极限载荷均降低；夹层面板和连接构件水平板的初始缺陷对极限载荷的影响较大，夹层腹板和连接构件垂向板的初始缺陷的影响较小。