开孔和闭孔泡沫铝的力学与吸能特性研究
闭孔泡沫纯铝孔结构统计分析及其变形吸能的实验研究的开题报告
闭孔泡沫纯铝孔结构统计分析及其变形吸能的实验
研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着社会的发展，汽车、飞机、火车等交通工具以及建筑、船舶等领域对材料性能和安全性能的要求越来越高。
因此，研究新型材料和设计新型结构对于提高产品的安全性是至关重要的。
而闭孔泡沫纯铝孔结构正是一种具有较好变形吸能性能的材料。
目前，关于闭孔泡沫纯铝孔结构的研究主要集中在理论计算和数值模拟方面，但是实验研究还比较缺乏。
因此，通过实验研究闭孔泡沫纯铝孔结构的变形吸能性能，对于进一步了解其材料性能和应用前景具有重要意义。
二、研究内容和方法
本研究主要包括两个方面的内容：一是对闭孔泡沫纯铝孔结构的孔结构进行统计分析，二是对闭孔泡沫纯铝孔结构的变形吸能性能进行实验研究。
在孔结构的统计分析方面，首先需要进行样品制备，通过X射线衍射分析和图像处理技术对孔结构进行统计分析。
在实验研究方面，采用压缩实验和撕裂实验研究闭孔泡沫纯铝孔结构的变形吸能性能，并对实验结果进行分析。
三、预期成果
本研究预期达到以下几个成果：
1.对闭孔泡沫纯铝孔结构的孔结构进行统计分析，包括孔径、孔密度、孔形状等参数的分布情况。
2.实验研究闭孔泡沫纯铝孔结构的变形吸能性能，并对其力学特性
进行分析。
3.得出闭孔泡沫纯铝孔结构在不同加载条件下的变形吸能曲线，为
其在实际工程中的应用提供数据支持。
四、研究意义
本研究将为闭孔泡沫纯铝孔结构的应用提供重要的参考，同时为理
论计算和数值模拟提供实验数据验证，有助于优化其设计和改进其性能。
另外，通过对闭孔泡沫纯铝孔结构的研究，对于探索其他新型材料和结
构设计具有借鉴意义。
开孔泡沫铝材料静态压缩力学性能与吸能特性
产 的 ， 它 们 的 平 均 孔 径 有 三 种 ： 分 别 为 ０５ ．ｍｍ、
１５ ｍ、 ．ｍｍ， 样 尺 寸 直 径 均 为 ２ ｒｍ。 图 １所 示 ．ｒ ２５ ａ 试 ０ ａ
据 每 个 试 样 的 高 度 计 算 从 而 进 行 设 置 ，保 证 试 件 的
应 变 率 为 １ ｘｌ 。 一。 通 过 记 录 压 缩 载 荷 与 压 头 位 ． ０ｓ ０
摘 要 ： 实 验 研 究 了开 孔 泡 沫 铝 材 料 静 动 态 压 缩 过 程 的 力 学 性 能 和 吸 能 特 性 。 得 到 了材 料 在 静 态 压 缩 下
（ ． ｌ 的微 观 变 形 特 点 。用 单 位 体 积 的 吸 能 ｗ 来 表 征 材 料 的 吸 能 特 性 ， 析 了在 静 态 条 件 下 孔 径 和 材 １ ｘ０ ｓ ０ 分
台 而 被 用 于 超 轻 结 构 及 能 量 吸 收 部 件 上 ， 此 ， 有 因 具 很 好 的 利 用 价 值 。 其 中泡 沫 铝 是 一 种 功 能 和 结 构 一 体化 的新 型 材料 ， 自 ２ ０世 纪 ９ ０年 代 以 来 引 起 了 人 们 的广泛 关 注 。太原 理工 大学 的曹晓卿 教 授采 用 对 泡 沫 铝 进 行 固溶 强 化 和 时效 处 理 两 种 工 艺 处 理 方
４ 结 果与讨 论
图 ３所 示 是 开 孔 泡 沫 Ａｌ Ｃ — — ｕ Ｍｇ合 金 的 静 态 压 缩 应 力 一 应 变 曲 线 ， 图 中 孔 径 １５ ．ｍｍ 试 样 直 径 ２ ｍｍ， 度 分 别 为 ２ ｒｍ ， 中 用 ａ表 示 ； 个 高 度 ０ 高 ０ ａ 图 两
均 为 １ ｍｍ 的 试 样 相 互 叠 加 ， ｂ表 示 ； 个 高 度 均 ０ 用 两
《泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究》
《泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，新型材料的研究与应用逐渐成为科研领域的重要课题。
其中，泡沫铝合金作为一种轻质、高强度的材料，在汽车、航空航天、建筑等领域具有广泛的应用前景。
其独特的结构使得该材料在承受动态冲击时，表现出良好的吸能特性。
本文将就泡沫铝合金的动态力学性能及其吸能机理展开深入研究，旨在为该材料在实际应用中的优化提供理论支持。
二、泡沫铝合金的动态力学性能泡沫铝合金的动态力学性能主要表现在其抗冲击性能和能量吸收能力。
在受到动态冲击时，泡沫铝合金能够通过内部结构的变形来吸收大量的能量，从而保护结构不受损坏。
1. 实验方法为研究泡沫铝合金的动态力学性能，我们采用了落锤冲击实验和SHPB（Split Hopkinson Bar）实验等方法。
通过改变冲击速度和样品尺寸，观察并记录泡沫铝合金在受到不同强度冲击时的变形和能量吸收情况。
2. 实验结果实验结果表明，泡沫铝合金在受到动态冲击时，表现出良好的抗冲击性能和能量吸收能力。
随着冲击速度的增加，泡沫铝合金的变形程度逐渐增大，但并未出现明显的破坏现象。
同时，该材料在吸收能量的过程中，表现出较高的能量吸收效率和稳定的吸能性能。
三、泡沫铝合金的吸能机理泡沫铝合金的吸能机理主要源于其独特的内部结构和材料特性。
在受到冲击时，泡沫铝合金通过内部结构的变形和能量传递，将冲击能量转化为热能和弹性势能，从而实现能量的吸收。
1. 结构特性泡沫铝合金的内部结构由大量的封闭孔洞组成，这些孔洞在受到冲击时能够发生变形和坍塌。
在变形过程中，孔洞之间的相互作用和能量的传递使得材料能够吸收大量的能量。
此外，泡沫铝合金中的合金元素也对其吸能性能起到了重要的影响。
2. 能量传递与转化在受到冲击时，泡沫铝合金通过内部结构的变形和能量的传递，将冲击能量从表面传递至材料内部。
在这个过程中，材料的孔洞发生坍塌和重新排列，将冲击能量转化为热能和弹性势能。
《泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究》
《泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，新型材料的研究与应用逐渐成为科研领域的重要课题。
其中，泡沫铝合金作为一种轻质、高强度的材料，在汽车、航空航天、建筑等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在研究泡沫铝合金的动态力学性能及其吸能机理，为进一步优化材料性能和拓宽应用领域提供理论依据。
二、泡沫铝合金的制备与性能泡沫铝合金的制备过程主要包括熔铸、发泡、固化等步骤。
通过调整合金成分、发泡剂种类及含量、加工温度等参数，可以制备出具有不同孔隙结构、密度和力学性能的泡沫铝合金。
泡沫铝合金具有优异的力学性能，包括高比强度、高比刚度、良好的抗冲击性能等。
同时，其具有良好的吸能性能，能够在受到冲击时吸收大量能量，减少对结构的影响。
三、动态力学性能研究动态力学性能是评价材料在动态载荷下性能的重要指标。
本文采用落锤冲击试验、SHPB（分离式霍普金森压杆）试验等方法，对泡沫铝合金的动态压缩性能进行了研究。
在落锤冲击试验中，通过改变冲击速度和试样尺寸，观察泡沫铝合金在动态载荷下的应力应变响应。
结果表明，泡沫铝合金在受到冲击时，能够迅速发生变形并吸收大量能量。
在SHPB试验中，通过测量试样的应力波传播速度和应变率，进一步揭示了泡沫铝合金的动态力学行为。
四、吸能机理研究泡沫铝合金的吸能机理主要与其独特的孔隙结构和能量吸收能力有关。
在受到冲击时，泡沫铝合金的孔隙结构能够有效地分散冲击能量，使材料发生塑性变形，从而吸收大量能量。
此外，材料的能量吸收能力还与其微观结构、力学性能等因素密切相关。
通过对比不同孔隙结构、密度和成分的泡沫铝合金的吸能性能，发现孔隙结构和密度对材料的吸能性能具有显著影响。
适当的孔隙结构和密度可以使材料在保证一定强度的基础上，提高吸能性能。
此外，合金成分的优化也可以进一步提高材料的吸能性能。
五、结论本文通过对泡沫铝合金的动态力学性能及其吸能机理的研究，得出以下结论：1. 泡沫铝合金具有优异的动态力学性能和吸能性能，能够在受到冲击时迅速发生变形并吸收大量能量。
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。
开孔泡沫铝材料静态压缩力学性能与吸能特性
开孔泡沫铝材料静态压缩力学性能与吸能特性
黄建峰;曹晓卿
【期刊名称】《锻压装备与制造技术》
【年(卷),期】2011(046)003
【摘要】实验研究了开孔泡沫铝材料静动态压缩过程的力学性能和吸能特性.得到了材料在静态压缩下(1.0×10-3s-1)的微观变形特点.用单位体积的吸能W来表征材料的吸能特性,分析了在静态条件下孔径和材料叠加对泡沫铝材料的应力-应变关系和单位体积吸能的影响规律.
【总页数】4页(P74-77)
【作者】黄建峰;曹晓卿
【作者单位】太原理工大学材料科学与工程学院,山西太原030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西太原030024
【正文语种】中文
【中图分类】TG113.25
【相关文献】
1.镀铜碳纤维增强铝基泡沫材料准静态压缩力学性能及吸能特性 [J], 杜金晶;王斌;曹卓坤;姚广春;梁李斯
2.镀铜碳纤维增强铝基泡沫材料准静态压缩力学性能及吸能特性 [J], 杜金晶;王斌;曹卓坤;姚广春;梁李斯;
3.球形孔泡沫铝合金准静态压缩力学性能 [J], 王展光;徐玉红;杨维汉
4.球形孔开孔泡沫铝的力学特性及准静态压缩变形机制 [J], 王永欢;徐鹏;范志强;
王壮壮
5.泡沫钢填充管的准静态压缩变形模式、力学性能及吸能特性 [J], 张光成;郭超群;闫治坤;周芸;左孝青
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闭孔泡沫铝材料吸声性能分析
收稿日期:2010-07-09基金项目:国家高技术研究发展计划项目(2008AA032512);国家自然科学基金资助项目(50774021)作者简介:梁李斯(1983-),女,内蒙古呼伦贝尔人,东北大学博士研究生;姚广春(1947-),男,辽宁沈阳人,东北大学教授,博士生导师第32卷第1期2011年1月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern U niversity(Natural Science)Vol 32,No.1Jan.2011闭孔泡沫铝材料吸声性能分析梁李斯,姚广春,穆永亮,华中胜(东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳 110819)摘 要:为更全面地反映闭孔泡沫铝材料的吸声降噪能力,从密度、厚度、背后空腔深度、打孔率几个方面,对闭孔泡沫铝材料的吸声性能进行研究 改变以往单纯用吸声系数的峰值表征的方法,而是用吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽3个指标来评价闭孔泡沫铝材料的吸声性能 通过驻波管法测试吸声系数,用Origin 软件进行吸声曲线的分析,建立一次函数 结果表明:在以往研究中个别吸声系数的峰值较高的样品,整体吸声效果不佳;而一些吸声系数的峰值处于中等水平的却具有较好的整体吸声效果,因此更适合于在实际应用中用于吸声结构的设计关 键 词:闭孔泡沫铝;吸声;降噪系数;半峰宽;吸声系数中图分类号:T B 34 文献标志码:A 文章编号:1005 3026(2011)01 0114 03Sound Absorbility of Closed Cell Aluminum FoamL IAN G L i si,YA O Guang chun,M U Yong liang,H UA Zhong sheng(School of M aterials &M etallurg y,Nort heaster n U niversity,Shenyang 110819China.Corr esponding author:L IA NG L i si,E mail:lianglisi414@163.co m)Abstract:The sound absorbility of closed cell aluminum foam w as further investigated in v iew of some factors,including density ,thickness,back cavity depth and perforation rate.Instead of the only characteristic factor,i.e.,the peak value of sound absorption coefficient,the sound absorbility of closed cell aluminum foam w as therefore evaluated through three indices,i.e.,the peak value above mentioned,denoising coefficient and half peak w idth.With the sound absorption coefficient measured by standing w ave meter and the sound absorption curves analyzed by the softw are Origin,the corresponding functional relation w as established.The results show ed that in previous tests some specimens show ed unfavorable effect of sound absorption as a whole though their peak values of sound absorption coefficient w ere high,w hile the other sam ples showed high sound absorption effect as a whole thoug h their peak values were medium.So,the new method proposed to evaluate the sound absorbility is more actual and suitable for the design of sound absorption system.Key words:closed cell aluminum foam;sound absorption;denoising coefficient;half peak w idth;sound absorption coefficient泡沫铝材料作为吸声材料使用已有一段时间,国内外在这方面的研究很多,现已在很多降噪的工程中使用了该种材料,但多数限于开孔泡沫铝材料[1] 主要是因为开孔泡沫铝材料的内部结构与其他多孔材料类似,具有与其他多孔吸声材料类似的吸声机理,因此具有较好的吸声效果,而本身又具有金属材料的一些特性,所以在吸声降噪领域得到了很好的应用[2-5]然而闭孔泡沫铝材料用于吸声历史不长,主要是由于其闭孔结构使得内部孔之间不存在连通,且闭孔泡沫铝密度较大,泡孔壁较厚,主要依靠表面漫反射消耗声能以及形成的部分亥姆霍兹共振器的共振吸声和内部的微孔、裂纹等缺陷使空气摩擦损耗声能以达到降噪效果[6-8]因此,吸声系数很难达到理想效果,但经过一段时间的发展,闭孔泡沫铝的生产工艺越来越成熟,现在可生产出密度在0 3g/cm 3以下的闭孔泡沫铝,泡孔壁较薄,表面漫反射作用增强,内部缺陷增加,从而使吸声系数得到提高 在这一基础上,为了得到更好的吸声效果,尝试对闭孔泡沫铝进行一些加工,如背后贴膜、打孔、压缩等[9]其中打孔取得的效果最为明显,在此之前的评价体系都是对吸声系数的峰值及峰值出现的频段进行评价,来判断吸声效果的好坏,这样的标准较为单一,不利于对闭孔泡沫铝的吸声性能进行全面的评价 因此,在之前工作的基础上本文提出用吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽[10]3个指标来评价闭孔泡沫铝材料的吸声性能,以期得到更全面的结论1 材料与方法1.1 材料的制备与表征实验所用闭孔泡沫铝材料为东北大学熔体发泡法[11]生产的,图1所示为熔体发泡法制作泡沫铝的工艺流程图,该方法是将发泡剂加入到具有一定黏度的熔融金属铝液之中并搅拌均匀;发泡剂受热分解产生气体并在铝液中形成气泡,阻止气泡逸出并冷却含有气泡的铝液,即可获得泡沫铝[12-13]熔体发泡法需要添加钙、氧化铝粉等作为增黏剂,发泡剂一般采用的是金属氢化物,如T iH 2,ZrH 2,H f H 2等,本文所测材料使用的发泡剂为T iH 2,生产出来的泡沫铝孔洞之间相互独立,也因此称之为闭孔泡沫铝图1 熔体发泡法制备泡沫铝流程图F i g.1 Preparation flowchart of alum inum foamby m elt route实验所选闭孔泡沫铝样品通过阿基米德排水法测体积,称出质量后,计算得到其密度,本文所选材料密度从0 3g/cm 3到0 85g/cm 3孔径80%在3~5mm ,孔形态主要以五边形十二面体和十四面体为主 孔分布均匀、无连通孔、有少量缺陷裂纹等1.2 测试方法与过程测试所用仪器为北京中科院声学所的驻波管法吸声测试仪 根据驻波管的测试条件要求,所选试样均为直径99m m 经熔体发泡法制备的闭孔泡沫铝材料采用线切割的方法进行加工,根据测试的需要,分别加工出符合尺寸的试样 对试样进行不同厚度、背后空腔深度、打孔率的比较,研究吸声效果受不同因素影响的原理与规律在研究打孔率对吸声系数的影响时,对闭孔泡沫铝板进行打孔,均使用直径2mm 的钻头,因实验使用的样件为直径99mm 的圆形闭孔泡沫铝材料,因此按辐射状分布较为均匀 打孔从圆心向外打在一系列同心圆的圆周上,因为钻头直径不变,孔的大小和形状相同,则打孔率不同,打孔个数随之改变2 结果与讨论几组测试分别从吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽3个角度来讨论其吸声能力 其中降噪系数的计算公式为NRC =( 250+ 500+ 1000+ 2000)/4 (1)NRC 即指吸声系数值在250,500,1000,2000H z 的平均值 半峰宽指达到峰值一半高度时吸收峰的宽度 降噪系数和半峰宽两个指标能更全面地反映所测试样在整个频率段内的吸声能力第一组试样厚度均为20mm,密度依次为0 85,0 58,0 51,0 31g/cm 3测试结果如图2所示,由图中可见,吸声系数的峰值随密度减小逐渐增大;所对应的NRC 值依次为0 1825,0 2475,0 2175,0 3725,与峰值不同,密度为0 58g/cm 3的试样降噪系数高于0 51g /cm 3的试样;半峰宽后3个试样依次增大,但密度为0 85g/cm 3的试样反而最大 综合吸声系数的峰值、降噪系数、半峰宽3个指标,整体来看,吸声能力基本符合按密图2 不同密度闭孔泡沫铝材料的吸声性能Fig.2 Sound absorbili ties of closed cell alum i numfoam with different densiti es115第1期 梁李斯等:闭孔泡沫铝材料吸声性能分析度减小递增的规律,但当密度相近时,高密度可能反而具有较好的吸声能力 在具体应用中,需要考虑使用目的,如果是噪声频率集中在某一频段,则只需考虑吸声峰值,若噪声频率范围较宽,就需要综合考虑3个指标,以确定合适的材料第二组试样为密度0 53g/cm 3,厚度依次为10,20,30mm,吸声系数频谱分析图如图3所示 由图可以看出,三组试样吸声系数的峰值比较接近,基本在0 5左右,后两个试样略高于第一个;不同厚度试样所对应的降噪系数依次为0 235,0 24,0 215,前两个试样稍好于第三个;半峰宽值依次递增 虽然随厚度增加吸声系数的峰值发生迁移,但仍可比较在各自吸声频段的吸声能力 由以上结果可以看出,厚度为20m m 的样件吸声效果较好,但在实际应用中应根据噪声的频率特性选择合适的厚度图3 不同厚度闭孔泡沫铝吸声性能Fig.3 Sound absorbili ties of closed cell alum i numfoam wi th different thickness es第三组为密度0 3g/cm 3,厚度10mm ,背后空腔深度为30mm,打孔率从0 5%到4%一个系列的闭孔泡沫铝吸声系数比较,其吸声系数对应频谱分析如图4所示 由图中可以看出,吸声系数的峰值随打孔率升高先升高后降低,吸声系数的峰值出现的频段随打孔率升高向高频迁移所对图4 不同打孔率吸声系数图Fig.4 Sound apsorbili ties of closed cell alum i numfoam wi th different perforation rates应的降噪系数值分别为0 3625,0 4155,0 3488,0 2855,0 3000,0 2925,0 2835,0 2388,随打孔率增加依次减小;半峰宽值相差不大 综合几项指标,其吸声性能变化规律与吸声系数的峰值变化规律基本一致第四组为密度0 3g/cm 3,打孔率1 5%,厚度10mm,背后空腔深度分别为5,10,30mm 时的闭孔泡沫铝吸声系数比较 吸声系数对应频谱分析如图5所示,由图中可以看出,吸声系数的峰值随背后空腔深度增加略有增加;降噪系数依次为0 2275,0 3408,0 3488;半峰宽值依次减小 综合以上3个指标可以看出,背后空腔深度的变化对吸声能力影响不大,在实际应用中只需考虑噪声频率特性选择合适的背后空腔深度即可图5 不同背后空腔深度吸声系数Fig.5 Sound absorbili ties of aluminum foamwith different back cavi ty depths3 结 论1)随密度的增加吸声系数的峰值降低,但降噪系数和半峰宽会出现随密度增加而增加的现象,整体吸声能力并不一致降低2)随厚度的增加吸声系数的峰值发生迁移,且略有降低,厚度为20mm 的试样降噪系数较好,半峰宽依次递增,吸声能力较优3)随打孔率的增加吸声系数的峰值先增大后减小,降噪系数依次降低,半峰宽基本相同,吸声能力与峰值变化一致4)随背后空腔深度的增加吸声系数的峰值依次增加,降噪系数依次增加,半峰宽依次减小,吸声能力相当 背后空腔深度只改变吸声频段未改变吸声能力 参考文献:[1]Liu P S,Liang K M.Fun ctional materials of porous m etals made by P/M ,electroplating and some other techniques[J ].J M ater Sci ,2001,36:5059-5072.(下转第132页)的迎尘面,呈现出明显的表面过滤特性,使阻力增长明显减慢,残余阻力降低,过滤周期延长2)在老化过滤阶段,高密面层起到了部分粉尘层的作用,使阻力增长过程也大大减缓3)在稳定过滤阶段,高密面层体现出了更加明显的优势,不但阻力增长速度慢、残余阻力低,且过滤周期是常规滤料的8倍,大大降低了喷吹清灰的能耗和对滤袋的机械损伤4)无论在洁净过滤阶段还是稳定过滤阶段,高密面层滤料的粉尘剥离率都高于常规滤料,表现了优异的清灰性能参考文献:[1]Binnig J,M eyera J,Kaspera G.Origin an d mechanisms ofdust emission from pulse jet cleaned fi lter media[J].Pow derT ec h nology,2009,189(1):108-114.[2]Chen C C,Yu W,Huang S H,et al.Experi m ental study onthe loading 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泡沫铝的动态压缩性能和吸能性研究
泡沫铝的动态压缩性能和吸能性研究*程和法1,黄笑梅1,许玲2(1.合肥工业大学安徽合肥230009; 2.安徽工程科技学院安徽芜湖241000)摘要:通过测量泡沫铝在动态和准静态压缩条件下的应力-应变曲线,研究了泡沫铝的准静态和动态压缩行为以及不同应变条件下的吸能性,并对其应变率效应进行了分析。
结果表明,在高应变速率和准静态压缩下,泡沫铝的R-E曲线均表现出弹性变形段、平缓段和密实段三阶段特征;泡沫铝的压缩性能具有明显的应变速率敏感性,随应变速率的提高,流动应力上升,吸能性升高。
关键词:泡沫铝;动态压缩;应变率效应;吸能性中图分类号:T G146121文献标识码:A文章编号:1004)244X(2003)05)0037)03泡沫铝是一种具有独特力学性能的轻质结构材料,作为夹层填充材料、冲击防护材料以及冲击波衰减材料,泡沫铝在民用、工业、航空航天及军事等方面具有广泛的应用前景。
而所有这些应用均须对泡沫铝的力学行为特别是动态压缩条件下的力学行为有深入的了解,近几年来有关泡沫铝静态与动态力学行为研究的报道逐年增多[1-3],但是能够从理论上建立力学模型来描述泡沫材料力学响应规律的还仅限于静态加载条件下[4,5]。
不同研究者对各种闭孔或开孔泡沫铝进行了动态加载实验研究,但对于这类材料的应变率效应问题得出了不尽相同甚至相互矛盾的结论[6-8]。
究其原因,不仅有所用泡沫铝的基体材料及其制备工艺的不同,而且还有结构上的差异,如孔的几何形状、孔径大小、孔结构(开孔或闭孔)等因素。
因此,不论从理论上还是从实验上对泡沫铝动态力学行为的研究还有待继续深入。
本文的目的是用渗流法制备开孔泡沫铝,并对其动态力学行为进行研究。
1实验方法与过程1.1泡沫铝的制备实验中所用泡沫铝由工业纯铝采用加压渗流法制备而成,因此具有开孔结构,这种工艺的主要过程是:用一定粒径的NaCl粒子作填料置于模具中预热至400~500e,再将过热至700~750e的铝液浇入模具中,通过施加1~4@105N/m2的压力使铝液渗入粒子的缝隙之中,凝固后通过水溶解的方法去除其中的NaCl粒子,便可得具有三维连通孔结构的开孔泡沫铝。
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开孔和闭孔泡沫铝的力学与吸能特性研究
陈永涛;楼志华;郑钢铁
【期刊名称】《高能量密度物理》
【年(卷),期】2006(000)002
【摘要】研究泡沫铝的力学与缓冲吸能特性有助于其在武器、航天与航空等领域的广泛应用。
通过对开孔和闭孔泡沫铝的实验研究发现：开孔和闭孔泡沫铝的应力-应变曲线都明显呈现出线弹性变形、塑性屈服（平台段）和致密化3个阶段；闭孔泡沫铝较开孔泡沫铝的平台段更加明显；闭孔泡沫铝的吸能效率较开孔泡沫铝的高，比开孔泡沫铝更适合作缓冲元件。
【总页数】3页(P47-49)
【作者】陈永涛;楼志华;郑钢铁
【作者单位】中国工程物理研究院流体物理研究所101室,四川绵阳621900;哈尔滨工业大学,哈尔滨150001
【正文语种】中文
【中图分类】TB33
【相关文献】
1.开孔与闭孔泡沫铝的压缩力学行为 [J], 康颖安;张俊彦
2.开孔泡沫铝材料静态压缩力学性能与吸能特性 [J], 黄建峰;曹晓卿
3.球形孔开孔泡沫铝的力学特性及准静态压缩变形机制 [J], 王永欢;徐鹏;范志强;王壮壮
4.开孔与闭孔泡沫铝的抗侵彻性能研究 [J], 闫晓鹏;张年梅;杨桂通
5.开孔泡沫铝压坑力学行为研究 [J], 张章;程和法;黄笑梅;项萍;李拥军
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