開孔泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能研究

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1、開孑L泡沫鋁子L結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能研究摘要本文通過文獻檢索，簡述了泡沫鋁的主要制備方法、性能特點及應(yīng)用領(lǐng)域，簡要介紹了滲流法制備的泡沫鋁的特點、在泡沫鋁力學(xué)行為研究上所取得的成果，以及目前所存在的主要問題。在此基礎(chǔ)上，本文主要研究了滲流法制備開孔泡沫鋁中孔結(jié)構(gòu)及參數(shù)的控制工藝，并著重對所制備的各種參數(shù)泡沫鋁的壓縮力學(xué)行為、沖擊波衰減特性進行了研究。首先，采用滲流法制備了單一孔徑、混合孔徑及球形孔的開孔泡沫鋁合金。研究了孔徑尺寸及其混合方式、泡孔形狀對泡沫鋁相對密度的影響。結(jié)果表明，隨著孔徑的增大，泡沫鋁相對密度增大：不同孔徑相混合的孔

2、結(jié)構(gòu)可有效的降低泡沫鋁的相對密度：與不規(guī)則孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁相比，球形孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁的相對密度更低。其次，采用zLl04合金制備了不同孔徑和相對密度的開孔泡沫鋁合金，并對其進行了準靜態(tài)和動態(tài)壓縮實驗。研究了泡沫鋁在不同應(yīng)變率下的應(yīng)力一應(yīng)變響應(yīng)特征、參數(shù)的變化對泡沫鋁壓縮力學(xué)性能及吸能性的影響。準靜態(tài)實驗的結(jié)果表明，孔徑的變化對泡沫鋁壓縮力學(xué)性能的影響不顯著，而隨著相對密度的增大，泡沫鋁壓縮力學(xué)性能升高，相同應(yīng)變量下吸能量上升：動態(tài)壓縮實驗結(jié)果表明，開孔泡沫鋁硅合金具有明顯的應(yīng)變率效應(yīng)，即隨著應(yīng)變率的提高，其屈服強度和流動應(yīng)力均升高，因此，

3、同樣應(yīng)變下所吸收的能量增加。另外，對制備過程中泡沫鋁合金基體組織和性能的變化進行了研究，結(jié)果表明用滲流法制各的泡沫鋁合金的基體顯微組織粗大，力學(xué)性能低于相同材質(zhì)的鋁合金。然后，本文還研究了填充硅橡膠對泡沫鋁力學(xué)行為的影響。采用向開孔泡沫鋁中填入硅橡膠的方法制備出了含硅橡膠泡沫鋁，并對其進行了不同應(yīng)變率條件下的壓縮實驗。結(jié)果表明與單純泡沫鋁相比，含硅橡膠泡沫鋁的壓縮應(yīng)變量顯著增加，因此其吸能量上升，且在0．05～0．55的應(yīng)變范圍內(nèi)，其理想吸能效率均能保持在0，6～0．7，因而顯示了優(yōu)異的吸能特性。此外，動態(tài)壓縮實驗還表明含硅橡膠泡

4、沫鋁具有非常明顯的應(yīng)變率效應(yīng)。最后在一級輕氣炮裝置上對平均相對密度為0．33、孔徑為0．75ram的泡沫鋁進行了沖擊波壓縮實驗，研究了泡沫鋁對沖擊波的衰減效應(yīng)，并得到了這種參數(shù)泡沫鋁的ttugoniot參數(shù)。結(jié)果表明開孑L泡沫鋁具有非常優(yōu)異的沖擊波衰減性能。全文最后對開孑L泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)及力學(xué)行為的研究工作進行了總結(jié)，并對進一步開展對開孔泡沫鋁的研究工作進行了展望。關(guān)鍵詞：泡沫鋁合金；孔結(jié)構(gòu)；力學(xué)性能；應(yīng)變率效應(yīng)：沖擊波衰減特性StudyOBPoreStructureandMechanicalBehaviorsofPorousA。l

5、uminumAbstractInthispaper，theprocessingmethods，propertiesandapplicationsofaluminiumfoamsarebrieflyreviewedbasedonliteratnreretrieval．Thestructurefeatures，achievementsontheinvestigationonthemechanicalproperties，aswellastheexistingproblemsoftheporousalumininmthatprocess

6、edbyinfiltrationmethodareintroduced，Theachievementsonthestudyofaluminiumfoams’mechanicalbehaviorsarerecommended，andsomequestionsarebroughtforwardBasedonthese，thepresentpapermainlystudiedtheinfiltrationprocesstocontroltheporestructureandparametersofporousaluminium，andt

7、hecompressivemechanicalbehaviorandshockwaveattenuationpropertyofthepreparedporousaluminiumalloyswereinvestigated．Firstly，theporousaluminiumalloyswiththemorphologyofhomogenousporesize，dual—sizecellmix，andthemorphologyofsphericalporewerepreparedbyinfiltrationprocess．The

8、influencesoftheporesizeanddual—sizemixontherelativedensityofporousaluminiumalloywereinvestigated．Theresultsindicatethatthere