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。
闭孔泡沫铝压缩吸能性能研究
闭孔泡沫铝压缩吸能性能研究泡沫铝具有优异的综合性能,由于其质轻、声阻尼、吸能减振、隔热和阻燃等特性,可广泛应用于各个领域。
泡沫铝承受载荷时最显著的特性即压缩应力-应变曲线表现出的长的平台区,这使得泡沫铝可有效地吸收大量能量。
本文对闭孔泡沫铝材料在准静态、高应变率和轴向冲击载荷条件下的力学响应进行了研究。
选用的泡沫材料包括熔体发泡法制备的纯铝泡沫、铝硅合金泡沫、粉煤灰复合泡沫和碳纤维复合泡沫以及粉末冶金法制备的闭孔铝泡沫。
研究内容包括不同材质,不同密度泡沫铝的力学性能、失效模式和能量耗散机制。
准静态压缩实验对五种泡沫铝的杨氏模量、塑性坍塌应力和各向异性性能进行了测试,并从不同尺度上对压缩变形过程进行了分析。
研究了塑性泡沫铝材料的典型变形过程,对其中变形带的产生、孔/膜尺度的变形模式以及微观组织结构对孔壁屈服断裂的影响进行了详细的讨论。
结果表明密度仍然是影响闭孔泡沫铝压缩行为的主要因素,由于密度的变化导致孔结构、分布、缺陷的不同,几种因素交互作用最终导致了不同的宏观压缩行为即不同的应力-应变曲线及不同的能量吸收能力。
塑性泡沫宏观失效模式表现为形成局域化的变形带,多层变形带的坍塌最终导致压缩进入致密化阶段。
脆性泡沫宏观失效模式表现为渐进压碎。
单个孔表现出三种变形模式。
孔/膜尺度闭孔泡沫铝至少具有出四种失效模式。
四种模式和摩擦效应成为闭孔泡沫铝吸收压缩能量的主要机制。
SHPB高应变率测试和落锤轴向冲击实验对闭孔泡沫铝在高应变率和动态载荷下的力学响应进行了测试。
分析了影响闭孔泡沫铝应变率效应的因素和能量吸收机制。
通过动能控制实验和缺陷控制实验探讨了闭孔泡沫铝材料的速度敏感性并对其能量吸收进行了分析。
结果表明,闭孔泡沫铝材料具有明显的应变率效应,且基体材料的率敏感性是导致闭孔泡沫铝应变率效应的主要因素。
其它如微惯量和气体压缩与气体粘滞流动均可忽略。
高应变率条件下,闭孔泡沫铝以两种模式变形,剪切变形和端部局域化变形。
打孔提高闭孔泡沫铝吸声性能的机理分析
打孔提高闭孔泡沫铝吸声性能的机理分析梁李斯;赵忠宇;张韶华;余泽利;武晓雷;刘诗薇【期刊名称】《有色金属（冶炼部分）》【年(卷),期】2016(000)009【摘要】采用驻波管吸声系数测试仪分别测定闭孔泡沫铝板、打孔闭孔泡沫铝板、打孔铝板的吸声系数,结合共振结构吸声特性曲线,分析闭孔泡沫铝打孔后的结构特征,对吸声机理进行探讨.结果表明,打孔后闭孔泡沫铝吸声系数峰值可达0.68,高于未打孔时的0.42,也高于打孔铝板的0.45,降噪系数同样有所升高.打孔闭孔泡沫铝吸声机理主要是由于表面漫反射的干涉消声、内部微孔和裂纹造成声波的能量耗散、打孔后与背板间形成共振结构及打孔对内部孔洞的结构改变增大了吸声.【总页数】4页(P51-54)【作者】梁李斯;赵忠宇;张韶华;余泽利;武晓雷;刘诗薇【作者单位】西安建筑科技大学冶金工程学院,西安710055;西安建筑科技大学冶金工程学院,西安710055;西安建筑科技大学冶金工程学院,西安710055;西安建筑科技大学冶金工程学院,西安710055;西安建筑科技大学冶金工程学院,西安710055;西安建筑科技大学冶金工程学院,西安710055【正文语种】中文【中图分类】TB34【相关文献】1.铝硅闭孔泡沫铝吸声性能研究 [J], 尉海军;姚广春;王晓林;李兵;尹铫2.闭孔泡沫铝吸声板复合软质吸声布吸声性能 [J], 梁李斯;武姣娜;王碧侠;杜金晶;方钊3.孔排列及孔径对闭孔泡沫铝吸声性能的影响 [J], 梁李斯;武姣娜;刘漫博;杜金晶;李奕霏4.打孔闭孔泡沫铝的吸声能力 [J], 梁李斯;姚广春;王磊;马佳;华中胜5.闭孔泡沫铝吸声性能的影响因素 [J], 尉海军;姚广春;成艳;朱磊;简旭宇;王忠;褚颖;蒋利军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究》范文
《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，泡沫铝合金作为一种新型的轻质材料，因其独特的物理和力学性能在多个领域得到广泛应用。
尤其在涉及高强度冲击、震动以及能量吸收的场景中，泡沫铝合金的性能尤为重要。
因此，研究其动态力学性能及其吸能机理具有重要的学术价值和实践意义。
本文旨在探讨泡沫铝合金在动态条件下的力学性能及吸能机理，以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。
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包括其承受冲击、振动等动态载荷时的力学响应和变形行为。
通过一系列的动态力学实验，可以获得泡沫铝合金在不同冲击速度、不同温度等条件下的应力-应变曲线，从而分析其动态力学性能。
在实验中，我们采用了高速冲击试验机、振动试验机等设备，对泡沫铝合金进行了不同条件下的动态力学测试。
实验结果表明，泡沫铝合金在受到冲击时具有较好的能量吸收能力，且其应力-应变曲线呈现出典型的塑性变形特征。
此外，我们还发现泡沫铝合金的动态力学性能与其组成成分、孔隙率、孔径大小等因素密切相关。
三、泡沫铝合金的吸能机理泡沫铝合金的吸能机理主要涉及材料的微观结构和能量吸收过程。
在受到冲击或振动时，泡沫铝合金内部的孔隙结构能够有效地吸收和分散能量，从而保护材料本身不受损伤。
此外，其塑性变形行为也为其提供了良好的能量吸收能力。
具体而言，当泡沫铝合金受到外力作用时，其内部的孔隙结构会发生压缩、剪切等变形行为，从而消耗大量的能量。
同时，由于泡沫铝合金的孔隙结构具有较好的韧性和延展性，使得其在变形过程中能够承受较大的能量输入。
此外，泡沫铝合金的塑性变形行为也有助于其吸能能力的提高。
四、研究方法及结果分析为了深入探究泡沫铝合金的动态力学性能及其吸能机理，我们采用了多种研究方法。
首先，通过理论分析，建立了泡沫铝合金的力学模型，为后续的实验研究提供了理论依据。
其次，我们利用扫描电子显微镜等设备对泡沫铝合金的微观结构进行了观察和分析，为其吸能机理的研究提供了有力支持。
《泡沫铝材料动力学特性的实验研究与理论分析》
《泡沫铝材料动力学特性的实验研究与理论分析》篇一摘要：本文通过对泡沫铝材料进行一系列的动力学特性实验，包括冲击实验、振动实验等，探讨了泡沫铝在不同环境下的性能表现。
并结合相关理论，对实验结果进行了分析。
研究结果表明，泡沫铝具有良好的能量吸收和冲击缓冲特性，对于动态力学环境的适应能力较强。
一、引言泡沫铝作为一种新型轻质材料，具有轻质、高强度、良好的能量吸收和冲击缓冲性能等特点，在汽车、航空航天、建筑等领域具有广泛的应用前景。
然而，其动力学特性的研究尚不充分，本文旨在通过实验研究和理论分析，进一步了解泡沫铝材料的动力学特性。
二、实验方法与材料1. 实验材料：选用不同孔隙率、不同密度的泡沫铝材料。
2. 实验方法：（1）冲击实验：采用落锤式冲击试验机对泡沫铝材料进行冲击实验，观察其变形和破坏过程。
（2）振动实验：利用振动台对泡沫铝材料进行不同频率和幅值的振动测试，记录其响应特性。
（3）其他实验：如压缩实验、拉伸实验等，以全面了解泡沫铝的力学性能。
三、实验结果与分析1. 冲击实验结果：（1）泡沫铝在受到冲击时，表现出较好的能量吸收能力，能够有效减少冲击力对结构的影响。
（2）不同孔隙率和密度的泡沫铝在冲击过程中的变形和破坏模式有所不同，但总体上均表现出良好的冲击缓冲性能。
2. 振动实验结果：（1）泡沫铝对不同频率和幅值的振动表现出较好的适应能力，能够有效减少振动对结构的影响。
（2）随着振动频率和幅值的增加，泡沫铝的响应逐渐增大，但总体上仍保持较好的稳定性。
3. 理论分析：（1）根据泡沫铝的微观结构，建立力学模型，分析其动力学特性。
（2）结合实验结果，验证理论模型的正确性，进一步探讨泡沫铝的动力学性能。
四、讨论与结论通过实验和理论分析，本文得出以下结论：1. 泡沫铝具有较好的能量吸收和冲击缓冲性能，能够有效地减少冲击和振动对结构的影响。
2. 不同孔隙率和密度的泡沫铝在动力学性能上有所差异，但总体上均表现出良好的性能。
泡沫铝合金动态力学性能实验研究
图 1 泡沫铝合金在不同应变率和不同孔径的应力2应变曲线 Fig. 1 St ress2st rain curves of aluminum alloy foams under different st rain rates and cell sizes
48
爆 炸 与 冲 击 第 26 卷
3. 2 分析讨论
由现有研究报道 ,目前对泡沫铝材料的应变率敏感性产生的原因还没一致的结论 ,但大体上可归纳
为以下几个原因 : (1) 基体材料的应变率效应 ; (2) 孔内气体粘性流动 ; (3) 泡沫材料的变形机制以及制备
处理技术 。
(1) 基体材料的应变率效应
L . J . Gibso n 等[1] 建立了描述开孔泡沫材料的屈服强度同相对密度的经验式
比较泡沫铝合金准静态和动态应力应变曲线可知 :该种泡沫铝合金材料屈服应力和流动应力随着
应变率的增大而增大 ,但屈服应力增大值不超过 20 % ,由于金属泡沫材料的高度异质以及内部孔穴结
构的不均匀性 ,使得其屈服强度有大约 20 %的差异[3] ,可以认为该种材料对应变率并不很敏感 。
图 2 为不同应变率下不同相对密度泡沫铝合金
wit h different densities and st rain rates
的屈服强度 、密度 , t 、h 分别为泡沫材料胞壁的厚度
和长度 。对于两种密度相同 ,孔径比为 1 ∶2 的材料 , 即 2 h2 = h1 , 可推得 t1 = 2 t2 , 从而有σp3l 1 =σp3l 2 。但 孔径不同其变形稍有不同 ,较大孔径材料在垂直于加载方向的截面上泡孔的数目少 , 进入屈服后 , 容易
σ3 pl
σys
ρ3 = 0. 3 ρs
《轴向载荷下泡沫铝填充薄壁金属管吸能特性的研究》范文
《轴向载荷下泡沫铝填充薄壁金属管吸能特性的研究》篇一一、引言在车辆碰撞、冲击等安全事故中，能量的吸收与分布对于结构保护和乘员安全至关重要。
因此，对材料吸能特性的研究显得尤为重要。
近年来，泡沫铝因其轻质、高能量吸收能力和良好的冲击韧性，被广泛应用于薄壁金属管填充材料中。
本文旨在研究轴向载荷下泡沫铝填充薄壁金属管的吸能特性，为相关领域提供理论依据和实验数据。
二、材料与方法1. 材料选择本研究选用薄壁金属管（如铝合金）和泡沫铝作为研究对象。
金属管具有良好的承载能力，而泡沫铝则具有优异的能量吸收能力。
这两种材料的结合有望实现优异的吸能效果。
2. 实验方法采用轴向载荷试验机对泡沫铝填充薄壁金属管进行实验。
将样品固定在试验机上，施加逐渐增大的轴向载荷，观察并记录样品的变形过程和吸能特性。
3. 数据分析通过数据采集系统记录实验过程中的载荷-位移曲线、能量吸收等数据。
利用专业软件对数据进行处理和分析，得出吸能特性的相关结论。
三、实验结果与分析1. 载荷-位移曲线在轴向载荷作用下，泡沫铝填充薄壁金属管表现出典型的能量吸收特性。
从载荷-位移曲线可以看出，样品在初始阶段呈现出线弹性变形，随后进入塑性变形阶段，载荷逐渐增大，直到达到峰值载荷。
此后，样品进入能量吸收阶段，表现出良好的吸能特性。
2. 能量吸收特性实验结果表明，泡沫铝填充薄壁金属管在轴向载荷下的能量吸收能力明显优于未填充的金属管。
泡沫铝的加入使得金属管在变形过程中能够更好地吸收能量，降低峰值载荷和冲击力，提高结构的安全性。
此外，泡沫铝的加入还使得金属管的变形过程更加均匀，避免了局部应力集中现象。
3. 影响因素分析泡沫铝的密度、孔隙率、金属管的壁厚等因素对吸能特性具有重要影响。
密度和孔隙率适中的泡沫铝能够更好地发挥其吸能特性；而金属管的壁厚则需要在保证结构强度的同时，兼顾吸能特性。
此外，材料的力学性能、温度、加载速率等因素也可能对吸能特性产生影响，需要进一步研究。
《泡沫铝材料动力学特性的实验研究与理论分析》
《泡沫铝材料动力学特性的实验研究与理论分析》篇一摘要：本文通过对泡沫铝材料进行一系列动力学特性的实验研究，结合理论分析，深入探讨了泡沫铝材料的力学性能、能量吸收能力及其在冲击载荷下的响应行为。
实验结果表明，泡沫铝材料具有良好的能量吸收特性和较高的抗冲击性能，为进一步应用在工程领域提供了理论依据。
一、引言泡沫铝作为一种轻质、多孔的金属材料，具有优异的能量吸收能力和抗冲击性能，在航空航天、汽车制造、防护工程等领域具有广泛的应用前景。
对其动力学特性的研究对于推动泡沫铝材料的应用与发展具有重要意义。
本文通过实验与理论分析相结合的方法，对泡沫铝材料进行了深入研究。
二、实验研究1. 实验材料与方法本实验采用不同密度和孔隙率的泡沫铝材料作为研究对象。
通过动态压缩实验、冲击实验和能量吸收实验等方法，研究泡沫铝材料在动态载荷下的力学性能和能量吸收能力。
2. 动态压缩实验动态压缩实验采用落锤式冲击试验机进行。
通过改变冲击速度和试样尺寸，观察泡沫铝材料的应力-应变曲线和能量吸收情况。
实验结果表明，泡沫铝材料在动态压缩下表现出较高的能量吸收能力和塑性变形能力。
3. 冲击实验冲击实验采用高速摄像机记录了泡沫铝材料在冲击过程中的变形过程和破坏模式。
实验发现，泡沫铝材料在受到冲击时，能够通过多孔结构分散和吸收能量，表现出良好的抗冲击性能。
三、理论分析1. 动力学模型建立基于实验结果，建立了泡沫铝材料的动力学模型。
该模型考虑了材料的密度、孔隙率、弹性模量等参数对动力学特性的影响，为进一步分析提供了理论基础。
2. 能量吸收能力分析通过对泡沫铝材料的应力-应变曲线进行分析，发现其具有较高的能量吸收能力。
这主要归因于其多孔结构能够在受到外力时产生较大的变形，从而吸收更多的能量。
此外，泡沫铝材料的塑性变形能力也为其提供了良好的能量吸收能力。
四、结果与讨论1. 结果展示通过实验与理论分析，我们得到了泡沫铝材料在不同条件下的动力学特性数据。
《泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究》范文
《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在工程领域中显得尤为重要。
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，为该材料在实际工程中的应用提供理论依据。
二、泡沫铝合金的制备与性能泡沫铝合金的制备主要采用发泡法，通过添加发泡剂、调节合金成分及热处理工艺等手段，获得具有特定孔隙结构和性能的泡沫材料。
其性能包括静态力学性能和动态力学性能。
静态力学性能主要研究材料的拉伸、压缩等基本力学行为；而动态力学性能则是本文研究的重点，涉及到材料在高速冲击、振动等动态载荷下的响应。
三、泡沫铝合金动态力学性能研究1. 实验方法采用落锤冲击实验、SHPB（分裂霍普金森压杆）实验等方法，对泡沫铝合金在动态载荷下的应力应变响应进行测试。
通过改变冲击速度、温度、应变率等参数，研究这些因素对材料动态力学性能的影响。
2. 实验结果与分析实验结果表明，泡沫铝合金在动态载荷下表现出优异的能量吸收能力。
在高速冲击下，材料能够通过塑性变形、孔洞塌缩等方式消耗能量。
此外，材料的动态力学性能受温度、应变率等因素的影响较大。
在高温和高应变率下，材料的强度和能量吸收能力有所提高。
四、吸能机理研究1. 孔隙结构对吸能的影响泡沫铝合金的孔隙结构对其吸能性能具有重要影响。
孔隙的大小、形状和分布决定了材料的能量吸收能力。
较大的孔隙有利于塑性变形和孔洞塌缩，从而提高材料的能量吸收能力。
而较小的孔隙则有利于提高材料的刚度和强度。
2. 吸能机理分析泡沫铝合金在受到动态载荷时，首先发生弹性变形，随后进入塑性变形阶段。
在塑性变形过程中，材料内部的孔洞发生塌缩，消耗大量能量。
此外，材料的粘弹性和阻尼效应也有助于能量吸收。
这些机理共同作用，使泡沫铝合金在动态载荷下表现出优异的能量吸收能力。
五、结论与展望本文通过对泡沫铝合金的动态力学性能及其吸能机理进行研究，得出以下结论：1. 泡沫铝合金在动态载荷下表现出优异的能量吸收能力，具有广泛的应用前景。
《泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究》范文
《泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究》篇一摘要：本文针对泡沫铝合金的动态力学性能及吸能机理进行了深入研究。
通过实验测试和理论分析相结合的方法，探讨了泡沫铝合金在动态冲击下的力学响应及能量吸收机制。
研究结果表明，泡沫铝合金具有良好的吸能性能和优异的力学性能，为相关领域的应用提供了理论依据和实践指导。
一、引言泡沫铝合金作为一种轻质高强材料，在汽车、航空航天、建筑等领域具有广泛的应用前景。
其独特的孔隙结构和优异的力学性能使得它在动态冲击下表现出良好的能量吸收能力。
因此，研究泡沫铝合金的动态力学性能及吸能机理对于提高材料的性能和应用范围具有重要意义。
二、实验方法与材料制备1. 材料制备：采用适当的合金成分，通过发泡工艺制备出不同孔隙率和密度的泡沫铝合金。
2. 实验方法：采用落锤冲击实验、动态压缩实验等手段，对泡沫铝合金进行动态力学性能测试。
同时，利用扫描电镜、X射线衍射等手段对材料微观结构进行分析。
三、动态力学性能研究1. 应力-应变行为：在动态冲击下，泡沫铝合金表现出典型的应力-应变关系，即经历弹性变形、平台应力和密实化阶段。
其中，平台应力阶段是材料能量吸收的主要阶段。
2. 能量吸收：泡沫铝合金在动态冲击下能够有效地吸收能量，其吸能能力与材料的孔隙率、密度等因素密切相关。
高孔隙率、低密度的泡沫铝合金具有更好的吸能性能。
四、吸能机理分析1. 孔隙结构：泡沫铝合金的孔隙结构为其提供了优异的能量吸收能力。
在动态冲击过程中，孔隙结构能够有效地分散冲击能量，使得材料在经历较大变形后仍能保持较高的能量吸收能力。
2. 塑性变形：泡沫铝合金在动态冲击下发生塑性变形，通过塑性流动和剪切滑移等方式吸收能量。
这种变形方式使得材料在受到冲击时能够有效地消耗能量，提高材料的吸能能力。
3. 应力传递：在动态冲击过程中，泡沫铝合金内部的应力能够通过孔隙间的连接和应力传递机制进行传递，使得材料在受到局部冲击时能够迅速响应并分散冲击能量。
《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、引言随着现代工程技术的不断发展，材料科学在各个领域中扮演着越来越重要的角色。
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、建筑等行业中得到了广泛的应用。
其独特的物理和力学性能，特别是动态力学性能和吸能特性，使得泡沫铝合金成为研究的热点。
本文旨在研究泡沫铝合金的动态力学性能及其吸能机理，为进一步的应用和开发提供理论支持。
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包括其抗冲击性能、能量吸收能力等。
通过一系列的实验，我们分析了泡沫铝合金在受到高速冲击、压力变化等动态条件下的响应和性能变化。
1. 实验方法与过程我们采用了一系列动态力学实验方法，如冲击实验、压缩实验等，以获得泡沫铝合金在不同动态条件下的力学性能数据。
在实验过程中，我们控制了变量，如冲击速度、压力大小等，以研究这些变量对泡沫铝合金动态力学性能的影响。
2. 实验结果与讨论通过实验数据的分析，我们发现泡沫铝合金在受到高速冲击或压力变化时，表现出较好的能量吸收能力和抗冲击性能。
此外，我们还发现，不同的制备工艺和材料组成对泡沫铝合金的动态力学性能有着显著的影响。
这些结果为进一步优化泡沫铝合金的性能提供了重要的参考。
三、泡沫铝合金的吸能机理研究泡沫铝合金的吸能机理是其应用中的关键因素之一。
我们通过理论分析和模拟实验，对泡沫铝合金的吸能机理进行了深入的研究。
1. 理论分析我们基于能量守恒原理和材料力学理论，对泡沫铝合金在受到外力作用时的能量吸收过程进行了理论分析。
我们发现，泡沫铝合金的吸能过程主要依赖于其内部的微观结构和材料的力学性能。
2. 模拟实验与结果为了更直观地了解泡沫铝合金的吸能机理，我们采用了有限元分析等模拟实验方法。
通过模拟不同条件下的冲击过程，我们观察到泡沫铝合金在受到外力作用时，其内部结构发生了明显的变形和能量转化。
这些结果进一步证实了我们的理论分析，并为我们提供了更深入的理解泡沫铝合金吸能机理的途径。
不同孔隙率及孔径泡沫铝的力学与吸能特性研究
第24卷 第3期2009年6月实 验 力 学JO U RN A L OF EX PERIM EN T A L M ECH A N ICSV o l.24 No.3Jun.2009文章编号:1001 4888(2009)03 0223 05不同孔隙率及孔径泡沫铝的力学与吸能特性研究*穆建春,习会峰,龙志勤(茂名学院,广东茂名525000)摘要:对三种孔径两种孔隙率共六种泡沫铝试件进行了静态压缩试验,发现对于中孔隙率材料,孔隙率对材料力学性能和吸能性能仍有明显影响:孔隙率越大,其吸能能力越强,但是屈服极限越小。
孔径对材料吸能能力也有一定影响。
同时,试验中还发现,对于孔隙率为55%的材料,当孔径 1m m时,泡沫铝材料的孔径对其力学性能及吸能性能影响甚小。
关键词:孔径;孔隙率;静态压缩试验;吸能性能;力学性能中图分类号:O341 文献标识码:A0 引言泡沫金属材料具有体积密度小、比表面积大、阻尼性能好等特点,由于其同时具备结构材料和功能材料的特点,在汽车工业、航天航空、铁路运输及建筑行业中有广阔的应用前景,已成为21世纪热点研究的材料之一。
根据孔隙率的不同,泡沫金属材料一般可分为三种类型:(1)低孔隙率(<10%)泡沫金属材料;(2)高孔隙率(>70%)泡沫金属材料;(3)孔隙率介于10%~70%之间的泡沫金属材料,大量研究已经表明,较高孔隙率会使结构重量轻、刚度大,但是也会导致结构整体承载力低;低孔隙率将使材料吸能能力明显降低[1-3]。
对于孔隙率在10%~70%之间的泡沫金属材料的力学性能及缓冲吸能性能的研究还很不成熟。
基于上述现状,本文通过试验着力研究了孔隙率介于10%~70%之间的泡沫铝材料的孔隙率、孔径对其力学性能和缓冲吸能性能的影响。
表1 泡沫铝试件图表T ab.1 A luminum foam specimen table试件编号1#2#3#4#5#6#孔隙率(%)555555707070孔径(mm)310.1310.11 试样与试验方法试验中所采用的材料为具有通孔结构的泡沫铝金属材料,试验中选用了两种孔隙率,三种孔径的泡沫铝材料,压缩试件如图1所示。
闭孔泡沫铝准静态压缩试验及吸能特性研究
闭孔泡沫铝准静态压缩试验及吸能特性研究
王波;吴本英;周锡武;张文超
【期刊名称】《佛山科学技术学院学报:自然科学版》
【年(卷),期】2022(40)2
【摘要】为研究闭孔泡沫铝厚度及密度变化对其静态力学性能和吸能特性影响,采用液压式WE-1000万能试验机对其进行静态压缩试验。
结果表明:泡沫铝厚度由50 mm增加到100 mm,致密化应变和能量吸收分别增长10%~28%、30%~50%,而弹性模量和平台应力基本保持不变;闭孔泡沫铝的密度从0.35 g/cm^(3)增加到0.65 g/cm^(3),其弹性模量增加了32%~132%、能量吸收量增长44%~95%、屈服平台应力提高了35%~130%,致密化应变降低了6%~16%;相比于低密度闭孔泡沫铝,高密度闭孔泡沫铝吸能较多,但吸能效率偏低。
【总页数】7页(P29-35)
【作者】王波;吴本英;周锡武;张文超
【作者单位】佛山科学技术学院交通与土木建筑学院;同济大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U467.14
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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
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