二维蜂窝状孔隙中的微孔结构

二维泡沫金属中的微孔结构

摘要：孔隙的蠕变反应是与孔隙的微观结构有相当大联系的。本研究运用有限元模拟方法来对孔隙的定向形态以及几个二维泡沫金属的二次蠕变率进行建模。其中有种蜂窝状结构叫做沃罗诺伊泡沫金属，它是微孔结构中形态随机变化的典范。然后还有商用闭孔泡沫铝的基层的显微图。最后还研究了泡沫铝的同一基层，但和商用闭孔泡沫铝基层不同的是，抑制了它的细胞壁的曲度。有研究中假定这种微孔结构是遵循幂次律蠕变规律的。本研究将分析与样品有限尺寸有关的周期边界条件和边界条件。为了得到一个同样的拥有相对密度的规则六角蜂窝结构，课题将把建模的结果与分析的结果相比较，而其它结构的蠕变率是要高于这六角蜂窝状结构的。实验结果表明：这微孔结构的详细参数能大大的影响蠕变率，从而影响泡沫金属的寿命。其中，细胞壁曲度发挥着至关重要的作用，但细胞的形状及尺寸大小的分布同样也会影响蠕变率。

关键词：泡沫金属，蜂窝状，金属泡沫，蠕变，微孔结构，有限元建模

简介：

大多数材料，当把他们放到高于熔点1/3到1/2的温度中的时候，他们都会随时间的长短而呈现出变形和蠕变等现象。从以前许多的学术研究中，我们也不难找到关于微孔结构蠕变的数据。针对泡沫金属的定常状态，以及二次蠕变率的建模局限于周期边界结构这个范围内。而对于泡沫，建模则依赖于经验常数来再现他们微观结构的几何形

状。本研究中，通过比较几个有代表性的二维微孔结构的蠕变反应来阐明微孔结构对泡沫金属的蠕变的影响。