泡沫铝应用简介演示文稿
泡沫铝lsdyna参数
泡沫铝lsdyna参数摘要：一、泡沫铝简介1.泡沫铝的定义2.泡沫铝的特性3.泡沫铝的应用领域二、LSDYNA 参数设置1.LSDYNA 软件介绍2.泡沫铝模型建立3.参数设置及优化3.1 材料属性的设置3.2 边界条件的设置3.3 加载条件的设置三、泡沫铝LSDYNA 参数分析1.材料属性对结果的影响2.边界条件对结果的影响3.加载条件对结果的影响四、总结与展望1.泡沫铝LSDYNA 参数设置的重要性2.参数设置的优化方向3.对实际工程应用的意义正文：一、泡沫铝简介泡沫铝，又称为金属泡沫，是一种在铝基体中均匀分布着大量闭孔泡沬结构的材料。
它具有轻质、高强、耐腐蚀、吸声、隔热等特点，因此在许多领域都有广泛的应用，如航空航天、汽车制造、建筑材料等。
二、LSDYNA 参数设置LSDYNA 是一款强大的非线性有限元分析软件，可以用于泡沫铝等材料的力学性能研究。
以下是泡沫铝在LSDYNA 中的参数设置步骤：1.首先，在LSDYNA 中建立泡沫铝模型。
根据泡沫铝的形状和结构，创建相应的几何模型。
2.接着，定义泡沫铝的材料属性。
这包括弹性模量、泊松比、密度等。
这些参数将直接影响分析结果的准确性。
3.然后，设置边界条件。
根据实际问题，定义模型所需的固定边界、转动约束等。
正确的边界条件有助于提高分析的收敛性和准确性。
4.最后，设置加载条件。
这包括施加的力、压力等，以及加载方式（如静载、动载等）。
合理的加载条件有助于更好地模拟实际工况。
三、泡沫铝LSDYNA 参数分析在完成LSDYNA 参数设置后，可以进行模拟分析。
分析过程中，可以观察到泡沫铝的应力、应变等分布情况。
通过对比不同参数设置的结果，可以发现以下几点：1.材料属性对结果的影响：不同的弹性模量、泊松比等材料属性会影响泡沫铝的应力分布和变形情况。
因此，在分析过程中应选择合适的材料参数。
2.边界条件对结果的影响：合理的边界条件有助于提高分析的收敛性和准确性。
泡沫铝新材料
泡沫铝新材料
泡沫铝是一种新型轻质材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
它是由铝合
金液体在高温下与气体发生化学反应而制成的一种多孔材料。
泡沫铝具有很低的密度，高的比强度和比刚度，良好的吸能和隔热性能，因此在航天航空、汽车、建筑、军工等领域有着广泛的应用。
首先，泡沫铝具有很低的密度。
由于其内部多孔结构，泡沫铝的密度很低，通
常在0.3-0.9g/cm³之间。
这使得泡沫铝成为一种理想的轻质结构材料，可以大幅度
减轻整体重量，提高产品的性能和效率。
其次，泡沫铝具有高的比强度和比刚度。
泡沫铝的多孔结构使其具有很高的比
强度和比刚度，能够承受较大的载荷而不易变形或破裂。
这使得泡沫铝在航天航空、汽车等领域有着广泛的应用，可以用于制造轻质结构件和减震材料。
此外，泡沫铝具有良好的吸能和隔热性能。
泡沫铝的多孔结构可以有效吸收能量，具有良好的缓冲和减震效果，因此在汽车碰撞、航天返回舱等领域有着重要的应用。
同时，泡沫铝的多孔结构还赋予其良好的隔热性能，可以用于制造隔热材料和保温材料。
总的来说，泡沫铝是一种具有广泛应用前景的新型材料，具有低密度、高比强
度和比刚度，良好的吸能和隔热性能等优异特点。
随着科技的不断进步和市场需求的不断增加，泡沫铝必将在航天航空、汽车、建筑、军工等领域发挥重要作用，成为未来材料领域的热点之一。
科技成果——泡沫铝及其夹芯板材
科技成果——泡沫铝及其夹芯板材技术开发单位
东北大学
成果简介
泡沫铝材料因具有轻质高强、吸声减震、电磁屏蔽、吸能缓冲等特点，可广泛应用于交通运输、建筑机械、冶金化工、电子通讯、航天航空和军事工业等多个领域。
以泡沫铝为芯层材料制备的三明治式轻量化夹芯结构，能进一步提高泡沫铝材料应用领域，将在电动汽车、地铁列车、汽车集装箱等方面得到实际应用。
东北大学教育部材料先进制备技术工程研究中心经过二十余年的研发，目前已形成泡沫铝材料、泡沫铝夹芯板材料的制造技术，并对其性能进行了大量的研究，为其实际应用提供了技术和理论支撑基础。
东北大学教育部材料先进制备技术工程研究中心在近十年的研究中发明了一种快速制备高性能铝基泡沫材料的新技术，已经完成了从一代转移发泡技术到三代直接发泡技术的跨越。
目前拥有制造大规格泡沫铝板材的产业化技术和专利，技术水平居国内领先。
同时，拥有制备具有冶金结合界面的大规格泡沫铝夹芯板的制备技术和专利，该项技术较德国工艺具有操作简单、成本低、产品均匀性好等特点，技术水平属国际领先。
应用情况
已与辽宁省投资基金管理有限公司签署合作开发协议，该公司拟在中德产业园选址建厂或与相关企业合作生产，产品主要供应电动汽
车、高端军事装备等使用。
市场前景
本项目前期研发及转化投入近1000万元（含4个863项目、5个自然基金和其他资金）；转化后按制备20万平泡沫铝板材计算，可创造产值6000万，利税1200万。
合作方式
专利转让、合作开发。
泡沫金属的介绍及制备3.1
密度 ：150 kg /m3 ～ 300 kg /m3。
常见的泡沫金属？
1.泡沫铝及其合金质轻，具有吸音、隔热、减振、 吸收冲击能和电磁波等特性，适用于导弹、飞行器和 其回收部件的冲击保护层，汽车缓冲器，电子机械减 振装置，电磁波屏蔽罩等。
2.泡沫铜的导电性和延展性好，可将其用于制备电 池（载体）负极材料、催化剂载体和电磁屏蔽材料。
泡 沫 铝 电 极 电 池
6.泡沫铝有很强的电磁屏蔽性能。 与其它电磁屏蔽材料相比有以下优点:
( 1 ) 、超轻质量，低密度 ( 300 kg /m3 ～ 1 000 kg /m3) ; ( 2) 耐高温、低热导率、良好的阻尼性等; ( 3) 、可以成形为复杂的形状，是实体金属所不能比拟的。
泡沫铝板材属于优等级的电磁屏蔽材料，对频率200MHz以下电磁 波，屏蔽效能达到90dB。厚度20mm的铁板，附带泡沫塑料，其屏蔽 电磁波为50dB。单独20mm泡沫铝，屏蔽电磁波为90dB，重量是铁板 的1/50。
可以应用在一些需要屏蔽电磁波信号的设备上。如移动的坦克指战车 、歼20隐身飞机
7、隔声降噪 高速公路和高铁安装泡沫铝声屏障，经测量，泡沫铝声屏障 可以降噪10~20dB。是铝板声屏障降噪的两倍。
8、军事装备 笨重且防护性能低的钢筋混凝土导弹发射井盖用轻质防护性能高的泡沫铝 井盖所代替，每个井盖由120吨降低到20吨。 运20大飞机空军列装，用以空降20吨左右的重型装备，用泡沫铝板材缓冲 垫保障空降安全，舰船甲板、大桥防撞及制造应急支援大桥都可以应用泡沫铝 板材。
七、市场
人类发现金属有9000年历史，制造铝合金有200年历 史，研发泡沫材料不到100年历史，相比之下，泡沫铝 从50年代后期问世，到现在不到60年，是一个充满活力 的新型材料，产业为朝阳产业。他的发展势必促进军民 融合产业发展，有利于一带一路战略的快速发展。目前 行业的年发展速度超过50%，正处于爆发式发展的前夕 ， 具有1000亿以上市场的巨大发展空间。随着新材料 战略的正确引领，通过科技研发领域的不断扩大，泡沫 铝行业正在进入一个健康的的高速发展期。
泡沫铝性能及制备技术
泡沫铝性能及制备技术泡沫铝是一种具有轻质、高强度、吸能、隔热、耐高温等特点的新型材料，广泛应用于航天、汽车、轨道交通等领域。
本文将介绍泡沫铝的性能特点以及制备技术。
泡沫铝的性能特点：1.轻质：泡沫铝的密度通常在0.5-1.5 g/cm³之间，比铝合金的密度低，比重约为0.3-0.7，因此具有非常轻的重量。
2.高强度：泡沫铝通过气孔结构形成网络状的连续骨架，能够提供良好的强度和刚度。
其抗压强度通常在1-14MPa之间，具有较好的载荷承载能力。
3.吸能：泡沫铝在受到冲击或挤压时，气孔会发生塌陷变形，吸收能量从而降低外界对物体的冲击力。
4.隔热：泡沫铝具有优良的隔热性能，由于其中的气孔能有效地阻碍热传导，使其成为一种理想的隔热材料。
5.耐高温：泡沫铝的熔点较高，可达660℃，在高温环境下具有较好的稳定性。
泡沫铝的制备技术：泡沫铝的制备主要有两种方法：粉末冶金法和气相法。
1.粉末冶金法：该方法通过将铝粉末与气孔形成剂混合，然后在高温下进行烧结制备。
主要包括以下几个步骤：（1）原料准备：选择纯度较高的铝粉末作为基础材料，同时添加一定比例的气孔形成剂，如焦炭粉末、氯化钠等。
（2）混合：将铝粉末和气孔形成剂进行混合，以保证气孔均匀分布。
（3）压制：将混合物进行压制，通常采用半干压制法或等静压制法。
（4）烧结：将压制得到的坯体放入高温炉内进行烧结，在恰当的温度下，气孔形成剂会挥发或燃烧生成气体，形成铝的气孔结构。
（5）后处理：对烧结得到的泡沫铝进行除鼓泡、抛光等工艺处理，使其表面光滑。
2.气相法：该方法通过热分解气相反应制备泡沫铝。
主要包括以下几个步骤：（1）原料制备：选择合适的前驱体材料，如铝烷化合物，如三乙基铝、三异丙基铝等。
（2）膨胀：将前驱体材料加热至其热分解温度，释放出金属铝和气体产物，产生气孔。
（3）固化：将释放出的金属铝和气体产物在冷却后进行固化，固化后形成气孔结构。
（4）后处理：对固化得到的泡沫铝进行除鼓泡、抛光等工艺处理。
泡沫铝材料的吸能与防爆特性研究
同时，可以研究泡沫铝材料与其他材料的复合应用，以实现多功能性的提升， 例如防水、保温等，扩展其在不同环境下的应用范围。
四、展望
泡沫铝材料的研究和应用仍处于不断发展的阶段，未来还有许多值得探索的 领域。例如：
1、材料制备：目前，泡沫铝材料的制备方法有多种，但普遍存在成本较高、 生产效率低等问题。因此，寻找更经济、环保的制备方法，实现大规模生产是未 来的一个研究方向。
1、按照一定比例将铝粉和发泡剂混合均匀； 2、将混合物放入模具中，置于一定温度和压力条件下；
3、发泡剂分解产生气体，导致混合物膨胀，形成泡沫铝材料； 4、冷却后取出泡沫铝材料，进行必要的处理。
4、冷却后取出泡沫铝材料，进 行必要的处理。
1、优化制备工艺：进一步研究发泡工艺中的关键参数，如发泡剂类型、温 度和压力等对泡沫铝材料性能的影响，为实现制备过程的优化提供依据。
4、数值模拟与实验验证：利用计算机模拟技术对泡沫铝材料的吸能和防爆 性能进行预测和分析，可以更精确地了解材料的性能。同时，通过实验验证模拟 结果的准确性，可以促进理论与实践的结合。
5、跨领域合作：由于泡沫铝材料具有广泛的应用前景，跨领域合作将是一 个重要的研究方向。例如，与汽车、航空航天、建筑等领域的研究人员合作，共 同开发具有更好性能和应用前景的泡沫铝材料。
抗低速冲击性能
复合材料点阵结构的抗低速冲击性能是其抵抗外来冲击的能力。在受到低速 冲击时，材料的弹性和塑性变形会吸收能量，从而减少对结构的破坏。为了提高 结构的抗低速冲击性能，可以采取以下措施：优化结构设计，提高结构的稳定性 和耐久性；选用高弹性模量的材料，降低结构的变形量；加入增强相，改善材料 的力学性能和抗冲击性能。
一、泡沫铝材料的吸能特性
泡沫铝材料的吸能特性是指其在受到外部冲击时，能够吸收并分散能量的能 力。这种特性主要归因于其内部的多孔结构。当外部力作用于泡沫铝材料时，其 多孔结构可以有效地分散和吸收该能量，从而减少对材料的破坏。
泡沫铝的应用
模的商业化生产而具有广 阔的应用前景，其中包括吸声、吸能、隔 音、 说明和普 通 的吸音材 料相 比 ，泡沫铝 能承 受温 度更高 。而
散热、阻燃、减振 、电磁 屏蔽以及 良好 的阻尼等性能。随着社会发展 ， 且 ，泡沫铝 是一种 不燃材 料 ，不用担 心其会 产生有害 气体。
泡沫铝的应用价值会愈发 凸显。
的新 型阻 尼 泡 沫铝 材 料具 有 质 量 轻、隔 音、吸声 、降 噪 、阻 泡 破 坏 ，表 现 出 良好 的缓 冲效 果。 在过 程 中 能产生极 大 的
燃 等 性 能特 点 ，按 其 孔 隙连 通 与 否及 孔结 构可 以 分为 闭孔 压 缩 变形 ，从 而将 冲 击 能量吸 收。
型和 开 孔型 两种 。 闭孔结 构 是其 内部 胞孔相 互 独 立 ，有母 低 热导 率 。泡沫铝 仅 是 １，６０—１／５００的纯铝 的热导 率 ，
质 ，常 用 内超值 Ｑ一１来表 征 ，能够 将材 料 的机 械振 动 能量 好材 料 ，利 用 泡 沫铝 的大 比表面 积 ，在 流 体 通 过 时可 实现
通过 内部 机制 不 可逆 的转 变为其他 形 式 的能量。阻尼 是指 高 的物质 与能 量交换 。
材料 在 振动 中由于 内部原 因 引起 机械 振 动能 消耗 的现 象 。
钢 的密度 及 １／４木材 的 密度。所 以它是 一种 轻质功 能性 材 泡 沫铝 也 可制 成 夹心 使用 ，是 一种 强度较 高且十 分 轻
料。 泡 沫铝 的基 本参 数就 是 孔径和 孔 隙率 ，泡 沫铝 在结 构 质 的板材 ，可 以在 泡 沫铝 两 面 粘 结 上铝 、铜 、钛 等薄 板 ，制
泡沫铝 具 有 电磁 屏 蔽性 能。泡 沫铝板 最 适合来 制作 电
泡沫铝
2.1泡沫铝材料的结构特点泡沫铝是一种轻质功能材料，高孔隙率（60%~90%），孔径一般为0.1~6mm孔隙结构主要有通孔和闭孔。
通孔，密度0.8~1.2g/cm3，孔隙率50%~70%，孔径1mm以下，高温气体和液体的过滤材料，散热材料闭孔，密度0.2~0.5g/cm3，孔隙率80%~90%2.2泡沫铝材料的吸声性能表面几乎不存在可声波反射的平面。
孔道中的空气在声波作用下会发生压缩-膨胀形变，将声能转变成热能。
孔隙结构对吸声能力影响较大两种吸声形式即表面漫反射吸声和穿孔亥姆兹共振吸声。
在泡沫铝背后设置一空气层，形成泡沫铝吸声箱。
随着泡沫铝背后空气层厚度的增加，吸声主频率逐渐向低频移动。
2.3泡沫铝材料的隔声性能声波进入泡沫铝孔隙，引起孔隙中空气震动，继而金属间架振动，金属间架相互牵制，振动受阻而转化为热能。
通常使用的聚氨酯泡沫隔声材料，100mm厚最大隔声量为23dB，而泡沫铝材料20mm厚可以隔30dB以上。
密度对闭孔泡沫铝的整体隔声性能具有很大影响不同密度新孔泡沫铝裸板的隔声性能变化趋势基本一致厚度对闭孔泡沫铝裸板隔声性能具有显著影响为了减小闭孔泡沫铝裸板中透孔和裂缝对隔声性能的影响，一般在工程中制成夹芯板。
相同密度和相同厚度的泡沫铝夹芯板比泡沫铝裸板隔声性能高。
厚度太低会造成较多的裂缝和透孔，当两面贴板后，可以很好的解决透孔和裂缝所造成的声损失2.4泡沫铝材料的压缩强度与块体材料不同，多孔材料的性能测试还与材料的尺寸有关，对较大试样的多孔材料而言，可不考虑材料的尺寸效应。
但对试样较小的多孔材料而言，要材料的尺寸效应。
闭孔泡沫铝压缩过程经历三个阶段：1、线弹性变形阶段2、坍塌变形阶段：初始坍塌和延续坍塌3、致密化变形阶段动态压缩特征曲线与静态压缩时的特征一样，经历三个变形阶段。
动态与静态的压缩应力-应变曲线有着明显的差异：动态的曲线更加光滑，没有明显的平台区域；随着应变的增加，应力增加先快后慢再快，但一直处于增加的趋势，且在阶段2没有出现静态压缩时的应力突降现象；动态压缩的平台应力比静态压缩的平台应力大，且随着密度的逐渐增加，平台应力的差异也在缩小，应力-应变曲线也逐渐趋于一致。