结构特征参数和应变速率对泡沫铝压缩力学性能的影响
泡沫金属在冲击载荷下的能量吸收特性
泡沫金属在冲击载荷下的能量吸收特性张健;赵桂平;卢天健【摘要】基于显微CT扫描信息,建立泡沫金属材料二维细观有限元模型,考虑不规则胞孔的不均匀分布,根据试验结果拟合孔壁材料的弹塑性本构参数,分析了泡沫金属材料在动态压缩过程中的变形特性和弹塑性波的传播,重点讨论了泡沫金属作为防护材料的吸能机理和吸能特性.结果表明,对于相对密度为0.3的泡沫金属,在高速压缩至应变0.8的整个过程中,塑性波在泡沫金属试件中发生2次反射,试件经历3次压缩过程.相应地,泡沫金属的动能-应变曲线可以分为初始上升段、下降段和二次上升段3个阶段.内能和总能量变化曲线均单调增加.动能在第一次压缩结束时达到极大值,在第二次压缩结束时达到极小值;冲击速度越大,动能、内能和总能量均增长越快,动能在总能量中的比例逐渐增加,而内能在总能量中的比例减小.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2013(047)011【总页数】8页(P105-112)【关键词】泡沫金属;动态压缩;弹塑性波的传播;细观有限元模型【作者】张健;赵桂平;卢天健【作者单位】西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,710049,西安;西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,710049,西安;西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,710049,西安【正文语种】中文【中图分类】O347泡沫金属在压缩载荷作用下既能承受很大的变形，又能保持相对恒定的应力水平，是理想的轻质吸能防护材料。
在实际应用中，这种防护材料覆盖在被保护结构的外表面，受到冲击载荷时只能传递允许的脉冲强度到被保护结构上，同时在承受冲击载荷的时间内不能达到密实状态，从而保证被保护结构的安全服役。
目前，泡沫金属已经应用于航天着陆器、汽车防撞结构、军用汽车的防爆底板（防止地雷袭击）以及处置疑似爆炸物的防爆罐等领域。
很多学者发现，泡沫金属在高速冲击下表现出明显不同于静态时的力学性能，例如：Fraunhofer泡沫铝以26m／s的速度冲击刚性墙时几乎不发生变形，而在76m／s冲击时则出现了明显的波阵面［1］；对于大孔径和小孔径2种Hydro泡沫铝，当冲击速度分别在42m／s和108m／s以下时，应力增强现象不是很明显，但是超过了这个临界速度，变形就会表现出明显的冲击特征［2－3］；在冲击速度为55m／s时，Alporas泡沫铝和镍空心球团在波阵面前后应力的跳跃与初始应力平台之比达60%，而Cymat泡沫铝和5056铝蜂窝却没有明显的应力提升［4］；Alporas泡沫铝承受冲击和爆炸载荷的试验结果表明，当冲击速度超过60m／s时，可以观察到明显的波阵面，而塑胶炸药起爆所产生的脉冲并没有使泡沫铝产生冲击变形模式［5］。
铝合金应变率参数
铝合金应变率参数
铝合金是一种轻量、耐腐蚀和具有高强度的金属材料，在工业生产和民用领域广泛应用。
在铝合金加工和成形过程中，应变率是一个重要的参数，它指示了材料在受到外力作用下的变形率。
应变率是指材料在单位时间内的变形率，通常用符号ε来表示。
在铝合金成形过程中，应变率的大小取决于多种因素，例如加工温度、应变速率、应变路径、材料组织和化学成分等。
铝合金的应变率对其力学性能具有重要影响，对于铝合金的机械加工和成形来说，应变率是一个重要的控制参数。
如果应变率过高，容易引起铝合金材料的断裂和裂纹，而如果应变率过低，则会影响铝合金的加工效率和成形质量。
因此，铝合金加工和成形过程中需要根据具体情况灵活调整应变率参数，以保证材料的力学性能和成形质量。
同时，还需要对不同应变率条件下材料的力学行为进行深入研究，以便更好地控制应变率参数，提高铝合金材料的加工效率和成形质量。
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泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响研究
泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响研究泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响研究泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响研究【关键词】本文对泡沫容重、泡沫掺量、泡沫孔径分布等因素对泡沫混凝土性能的影响进行了研究。
结果表明:泡沫容重对泡沫混凝土的强度等性能有显著影响。
本文认为泡沫容重在70-90g/l时最为合适；随着泡沫掺量的提高，泡沫混凝土的干表观密度及强度逐步降低；泡沫孔径分布不均匀，对泡沫混凝土的力学性能有负面影响。
【摘要】泡沫泡沫混凝土泡沫容重1 引言泡沫混凝土是由预制出的泡沫与水泥（砂）浆均匀混合、硬化而成的一种多孔材料，具有轻质、保温隔热、低弹性模量、大流动度等特点，在屋面、地暖以及回填工程中得到了广泛的应用。
在影响泡沫混凝土性能的诸多因素中，泡沫自身的性能起着很大的作用，相同的配合比，使用不同的泡沫便会得到性能差别很大的泡沫混凝土材料。
本文就泡沫容重、泡沫掺量、泡沫孔径分布等泡沫参数对泡沫混凝土性能的影响进行了论述。
2 实验原材料及方法2.1 主要原材料硫铝酸盐水泥：北京中岩特种工程材料公司；HJ-1高性能泡沫剂：北京中建国信科技开发中心出品；专用减水剂：北京中建国信科技开发中心出品。
2.2 试验方法用SP-Ⅱ新型发泡机将发泡液制成泡沫，按一定比例将泡沫与搅拌好的水泥净浆混合均匀后，注入钢制试模，24小时拆模后在标准条件下养护至规定龄期，测试方法参照J C/T1062-2007泡沫混凝土砌块标准。
3 实验结果及分析3.1 泡沫制备及评价参数目前可以通过两种方式来制得泡沫。
一种是高速搅拌法发泡，即将发泡剂溶液倒入高速搅拌机中，然后用搅拌机的叶片高速搅拌发泡剂溶液制取泡沫。
这种方法存在的缺点是泡沫直径不均一，搅拌机内泡沫容重不均一，而且发泡倍数低。
另一种方法是压缩空气法制泡，这种发泡工艺的压缩空气发泡设备与高速搅拌机相比较为复杂，但综合性能更好。
即利用空气压缩机将发泡剂溶液和压缩空气在混合室内进行混合，然后在压缩空气的作用下，穿过一个特制的发泡管制成泡沫，发泡管内有的采用磁片，有的采用玻璃球，有的采用铜网筛。
挤压工艺对金属材料力学性能的影响研究
挤压工艺对金属材料力学性能的影响研究引言：金属材料是工业生产中广泛应用的一类材料，其力学性能直接关系到产品的质量和可靠性。
挤压工艺作为一种常用的金属加工方法，在工业生产中得到了广泛应用。
本文将探讨挤压工艺对金属材料力学性能的影响，并分析其机理和应用前景。
一、挤压工艺的基本原理挤压工艺是通过对金属材料施加压力，使其在模具中流动并改变形状的一种加工方法。
其基本原理是利用金属材料的可塑性，通过外力的作用，使其发生塑性变形，从而得到所需的形状。
二、挤压工艺对金属材料力学性能的影响1. 强度提高：挤压工艺可以使金属材料的晶粒细化，晶界的数量增加，从而提高材料的强度。
此外，挤压过程中金属材料受到的应力也会导致其晶格结构发生变化，进一步提高了材料的强度。
2. 塑性增加：挤压工艺可以改善金属材料的塑性，使其更容易发生塑性变形。
通过挤压工艺处理后的金属材料具有更好的可塑性，可以在后续加工过程中更容易地变形和成型。
3. 硬度提高：挤压工艺可以提高金属材料的硬度。
在挤压过程中，金属材料受到的应力会导致晶格结构的变形和位错的增加，从而提高材料的硬度。
4. 韧性改善：挤压工艺可以改善金属材料的韧性。
通过挤压工艺处理后的金属材料具有更好的韧性，能够在受到外力作用时更好地抵抗断裂。
三、挤压工艺对金属材料力学性能的机理挤压工艺对金属材料力学性能的影响主要是通过改变其晶粒结构和晶界特征来实现的。
挤压过程中金属材料受到的应力会导致晶粒的细化和晶界的增加，从而提高材料的强度和硬度。
另外，挤压过程中的塑性变形也会改变金属材料的晶格结构，进一步提高其力学性能。
四、挤压工艺在工业生产中的应用前景挤压工艺作为一种高效、经济的金属加工方法，具有广阔的应用前景。
在汽车、航空航天、电子等领域，挤压工艺已经得到了广泛的应用。
通过挤压工艺处理后的金属材料具有优异的力学性能，可以满足不同领域对材料性能的要求。
结论：挤压工艺对金属材料的力学性能有着显著的影响。
《泡沫铝合金与芳纶纸蜂窝的屈服行为研究》范文
《泡沫铝合金与芳纶纸蜂窝的屈服行为研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，新型复合材料在各种工程领域中得到了广泛的应用。
泡沫铝合金和芳纶纸蜂窝作为两种典型的复合材料，因其独特的物理和机械性能，在航空航天、汽车制造、建筑等领域具有重要应用价值。
这两种材料在承受外力时，其屈服行为直接关系到材料的使用性能和结构安全。
因此，对泡沫铝合金与芳纶纸蜂窝的屈服行为进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、泡沫铝合金的屈服行为研究泡沫铝合金是一种由金属和气体组成的轻质多孔材料，具有优异的吸能性能和良好的加工性能。
其屈服行为的研究对于理解其力学性能和优化其制备工艺具有重要意义。
1. 泡沫铝合金的力学性能泡沫铝合金的力学性能主要包括弹性模量、屈服强度和压缩性能等。
在受到外力作用时，泡沫铝合金的屈服行为表现为多孔结构的压缩变形和能量吸收过程。
其屈服过程是一个复杂的力学过程，涉及到材料的塑性变形、裂纹扩展、空洞塌陷等多个物理现象。
2. 泡沫铝合金的屈服模型针对泡沫铝合金的屈服行为，研究者们提出了多种屈服模型。
这些模型基于不同的理论假设和实验数据，描述了泡沫铝合金在受到外力作用时的屈服过程和应力-应变关系。
通过对这些模型的比较和分析，可以更好地理解泡沫铝合金的屈服行为，为优化其制备工艺和改善其力学性能提供理论依据。
三、芳纶纸蜂窝的屈服行为研究芳纶纸蜂窝是一种由芳纶纸制成的蜂窝状结构材料，具有优异的力学性能和轻质化特点。
其屈服行为的研究对于理解其力学性能和优化其结构设计具有重要意义。
1. 芳纶纸蜂窝的力学性能芳纶纸蜂窝的力学性能主要表现为面内剪切强度、面外压缩强度和抗冲击性能等。
在受到外力作用时，芳纶纸蜂窝的屈服行为表现为蜂窝结构的剪切变形和压缩变形过程。
这一过程中涉及到材料的塑性变形、应力集中和裂纹扩展等物理现象。
2. 芳纶纸蜂窝的屈服模型针对芳纶纸蜂窝的屈服行为，研究者们也提出了多种屈服模型。
这些模型描述了芳纶纸蜂窝在受到外力作用时的屈服过程和应力-应变关系。
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。
高分子填充泡沫铝合金的压缩力学行为
硅橡 胶材料 ， 并对 其进行 准静 态和 动态压 缩实验 ， 以 研究 填充物 对不 同性质基 体 泡沫铝 的压 缩力学 行 为
的影 响规律 。
对 制备 的各种 填 充硅橡 胶泡 沫铝 的准静态 压缩 试 验在 ＭＴＳ １ ８ ０型材 料 实验 机 上进 行 ， 制 压头 的 控 位移速 度 ０ ０ ｍｍ／ ， ．２ ｓ试样 的应 变 由压头 的位 移量通 过计算得到， 因此试 样 的 平均 应 变 速率 为 １ Ｓ ０ ～。 加载量 和压缩 位 移通 过 传 感 器输 入 到计 算机 中 ， 对 采 集 的数据进 行 处理 ， 可得 到 泡 沫铝 合 金 的压 缩 便
维普资讯
第 ５ ９卷 第 ４期 ２０ ０ ７年 １ １月
有 色 金 属
Ｎｏ ｆ ｒ ｏ ｓ Ｍ ｅ ａｓ ｎ ｅ ｒ ｕ ｔ ｌ
Ｖｏ ． ９． ＮＯ． １５ ４ Ｎｏ ｅ ｅ ２ ０ ０ ７ ｖ ｍｂ ｒ
高分予填充泡沫铝合金的压缩 力学行为
性 ， 其 应 力一 交 的 平 台 区延 长 、 使 应 且更 加 平缓 。
关键词 ： 金属材料 ； 泡沫铝合金 ； 压缩力学性 能； 硅橡胶 中 图分 类 号 ： Ｇ ４ ． １ Ｔ ３ ３ Ｔ １ ． 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０ １ ０ １ （０ ７ ０ —０ １ — ４ Ｔ １６ ２ ； Ｂ ８ ； Ｇ １３ ２ Ａ ｉ０ — ２ １２ ０ ）４ ０ ６ ０
泡 沫铝是 一种 新 型 的多 孔 轻质 结 构 材 料 ， 有 具 良好 的力 学 性 能 和优 异 的 吸 能 性 。 由于 在 轻 １ 质结 构材 料和 吸能 材 料上 的重 要 的应 用 前 景 ， 沫 泡 铝的力 学性能 一直是力 学 与材料 科学研 究者 所关 注 的热点课 题之 一 。随着对 泡沫铝 材料研 究 的不断 深 入， 正在 寻求进 一 步改 善 和提 高 泡 沫 铝性 能 的方 法 和途径 ， 如通过 对基体 材料 的合金 化 ， 泡孔结 构 的 对 优化 等 。近来 的研 究表 明 ， 过 改 变 泡沫 铝 的孔 隙 通
泡沫铝lsdyna参数
泡沫铝lsdyna参数
摘要：
1.泡沫铝的概述
2.lsdyna 参数的含义和作用
3.泡沫铝lsdyna 参数的具体设置方法
4.泡沫铝lsdyna 参数对模拟结果的影响
5.结论
正文：
一、泡沫铝的概述
泡沫铝是一种具有优良性能的材料，它具有较低的密度、良好的力学性能、优异的隔热性能以及较高的耐腐蚀性。
由于其独特的结构，泡沫铝在航空航天、汽车、建筑等领域有着广泛的应用。
二、lsdyna 参数的含义和作用
lsdyna 是一种常用的动力学分析软件，它能够模拟材料的动态性能，如冲击、振动等。
在泡沫铝的模拟中，lsdyna 参数的设置至关重要，它直接影响到模拟结果的准确性。
三、泡沫铝lsdyna 参数的具体设置方法
在设置泡沫铝lsdyna 参数时，需要考虑以下几个方面：
1.模型的建立：根据泡沫铝的实际结构，建立相应的模型。
2.材料属性的设置：根据泡沫铝的实际性能，设置其弹性模量、泊松比、密度等材料属性。
3.边界条件的设置：根据泡沫铝的实际应用环境，设置相应的边界条件。
4.载荷的施加：根据泡沫铝的实际受力情况，施加相应的载荷。
四、泡沫铝lsdyna 参数对模拟结果的影响
泡沫铝lsdyna 参数的设置对模拟结果有着重要的影响。
例如，不同的材料属性设置会导致模拟结果的硬度、强度等性能指标的不同；不同的边界条件设置会影响模拟结果的应力分布；不同的载荷施加方式会影响模拟结果的应力- 时间曲线。
五、结论
泡沫铝lsdyna 参数的设置对于模拟结果的准确性至关重要，需要根据泡沫铝的实际性能和使用环境进行设置。
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越短 ， 归因于 端面摩擦 效应 ； 初始 密度微 小的变化都 会 对泡 沫铝 的力 学 性能 有较 大 的影 响， 同时 密 度 的大小还直 接影响泡 沫铝是 否具 有平坦 的塑性 屈服平 台段 ， 其原 因是 随着密度增 大 ， 泡沫铝 的塑 性变 形机 理从逐 层坍塌 变形转 为整 体 塑性 屈服 变形 ； 无论是 开孔还是 闭孔结 构 ， 沫铝 的力 学行为 泡
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第３ ２卷 第 １ 期
２０ １１年 １ ． ２ １ ３ ＮＯ ｌ ，
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Ｊ ｎ ａ．
２ １ ０１
结构特 征参 数 和应 变速 率对 泡 沫铝 压缩 力学性 能 的影 响
王永刚 ， 王春 雷
（ 波 大学 力学 与 材 料 研究 中心 ， 江 宁 波 ３ ５ １ ） 宁 浙 １ ２ １
都表现 出了明显的应 变率效应 ， 服 强度 与应变速 率的对数 呈双直 线关 系。 屈
关键词 ：固体力 学；泡 沫铝 ； 缩力学 性能 ；密度 ；应变率 压
中图 分 类 号 ：０ ４ ． ３６５ 文献标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ０ｌ９ （０ １ ０ －１６０ １０ 一０ ３ ２ １ ） １ ０ －６ ０
摘要 ：采用 Ｍ Ｓ万能材料试 验机和分 离式霍 普金森压 杆 （ ＨＰ 对具 有不 同结 构特征 参数 的 Ｔ Ｓ Ｂ） 泡沫铝进行 准静 态和 动态单 轴压缩试 验 ， 分析 了试样 高径 比、 始 密度 以及应 变速率对 其力学行 为 初 的影响 。实验结果表 明： 在准 静态压 缩试验 中 ， 高径 比越 小 ， 性屈服 应力越高 ， 塑 塑性屈服 平 台长度
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