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《泡沫鋁的壓縮變形行為及力學(xué)性能的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、泡沫鋁的壓縮變形行為及力學(xué)性能的研究摘要泡沫鋁是近年來發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)功能材料，具有優(yōu)良的緩沖吸能作用，研究其在靜動態(tài)載荷作用下的壓縮力學(xué)變形行為和吸能性能具有重要的意義。國外相關(guān)的研究已經(jīng)較深入并已成功應(yīng)用到若干領(lǐng)域，而國內(nèi)對泡沫鋁力學(xué)性能的研究比較少，且多集中于單軸抗壓行為的研究。孔隙率、材質(zhì)、孔徑大小、試樣尺寸等因素對壓縮性能的綜合影響以及交互作用、泡沫鋁的拉伸變形特征以及變形機制、復(fù)合結(jié)構(gòu)研究、疲勞、各向異性等方面的研究相對不足。本文針對這種現(xiàn)狀進行了如下研究：(1)用正交試驗綜合研究了開孔泡沫鋁的壓縮變形特征及孔隙率、材質(zhì)、孔徑
2、大小、試樣尺寸對壓縮性能的影響。得到了三種不同材質(zhì)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線。泡沫純鋁的分三個階段：彈性變形階段、平臺區(qū)、密實階段；泡沫A1Si12有較大的波動；泡沫AIMgl0的應(yīng)力．應(yīng)變曲線在達到峰值后開始跌落，然后是一長段的應(yīng)變。材質(zhì)對壓縮性能的影響程度最大，孔隙率次之，孔徑的影響隨后，試樣尺寸的影響最小，但試驗結(jié)果仍顯示出一定的尺寸效應(yīng)。(2)研究了閉孔泡沫鋁的壓縮變形特征以及孔隙率、缺陷等因素的影響。(3)研究了泡沫鋁的拉伸性能。泡沫鋁的拉伸變形量很小，抗拉強度低，僅為幾個Mpa，變形過程中沒有出現(xiàn)宏觀的頸縮現(xiàn)象。開孔試樣的拉伸破壞是由裂紋的快
3、速擴展引起的；閉孔試樣的斷裂是由夾持處的變形引起的應(yīng)力集中導(dǎo)致的。開孔泡沫純鋁的應(yīng)力應(yīng)變基本上成線性關(guān)系；泡沫A1Sil2表現(xiàn)出一定的脆性行為，應(yīng)力一應(yīng)變曲線上有較大的波動。閉孔泡沫鋁具有塑性變形行為，其典型的應(yīng)力一應(yīng)變曲線有四個階段：線彈性區(qū)域，塑性屈服，應(yīng)變強化和斷裂區(qū)。(4)研究了復(fù)合圓管結(jié)構(gòu)的壓縮性能。其應(yīng)力一應(yīng)變曲線分三個階段：彈性變形階段、平臺區(qū)和密實化階段。曲線上有波動，波動次數(shù)與鋼管褶皺個數(shù)成對應(yīng)關(guān)系，復(fù)合結(jié)構(gòu)的壓縮變形方式與空管相比發(fā)生了改變，由不對稱變形模式變?yōu)檩S對稱變形模式了，復(fù)合結(jié)構(gòu)的屈服應(yīng)力大于空管和泡沫鋁屈服應(yīng)力的簡
4、單疊加之和。(5)利用ANSYS有限元分析軟件模擬了開孔泡沫鋁的線彈性和屈曲變形特征及變形機制并進行了理論分析。關(guān)鍵詞：泡沫鋁；正交試驗；力學(xué)性能；復(fù)合結(jié)構(gòu)；有限元模擬StudyonCompressionDeformationBehaviorsandMechanicalPropertiesofAluminiumFoamsCaoGuo-ying(Materialprocessingengineering)DirectedbyProfcssorWangLU—caiAbstractAluminiumfoams，anewstructuralandfun
5、ctionalmaterialdevelopedmrecentyears，hasgoodenergyabsorptionandimpactdampingproperty．Therefore，itisofthevitalsignificancetostudycompressivedeformationbehaviorsandenergyabsorptionpropertyunderstaticanddynamicload．Nowaluminumfoamshasbeenintensivelystudiedabroadandsuccessfullya
6、ppliedinmanyfields．However,theresearchisnotadequateinChina．Themostisfocusedontheuniaxialcompressivebehaviorandstillremainsintestingstage．Manyresearches，suchasthecompositiveinfluencesandinteractionofporosity、material、poresizesandsampledimensionsoncompressionproperty,thetensil
7、edeformationcharacteristicandmechanism，composite，fatigue，anisotropyarepaidlittleattention．‘Basedonabove．mentioned，theauthorcarriedouttheresearches．Thecontentandresultsareshowedasfollows：(1)Thecompressiondeformationcharacteristicofopenaluminiumfoamsandtheeffectsofporosity，mat
8、erial，poresizesandsampledimensionsoncomprssionpropertywereinvestigatedbyort
