泡沫鋁三明治結(jié)構(gòu)與其力學(xué)性能的試驗研究.pdf

1、泡沫鋁材料是一種以鋁或鋁合金為基體，內(nèi)部含有大量孔隙的新型多功能材料。泡沫鋁材料單獨使用時無法很好地滿足結(jié)構(gòu)強度、剛度等要求，多數(shù)情況是與傳統(tǒng)的致密金屬相結(jié)合形成三明治結(jié)構(gòu)。近幾年，關(guān)于泡沫鋁材料在彎曲載荷作用下的力學(xué)性能和破壞機理的研究越來越受到人們的關(guān)注。
　　本文采用實驗研究和理論分析相結(jié)合的方法，研究閉孔泡沫鋁壓縮力學(xué)性能、泡沫鋁三明治梁在三點彎曲荷載作用下的變形失效模式以及芯材厚度、加載跨距、孔隙結(jié)構(gòu)對其彎曲性能的影響。

2、主要工作及研究成果如下:
　　1、以東南大學(xué)材料工程系制備的閉孔泡沫鋁為研究對象，通過準靜態(tài)壓縮試驗獲得應(yīng)力-應(yīng)變曲線，發(fā)現(xiàn)隨著密度的增加，材料的屈服強度在一定程度上呈現(xiàn)上升趨勢，應(yīng)力平臺段的長度卻隨之縮短。分析泡沫鋁的吸能特性并給出吸能效率和理想吸能效率圖，表明泡沫純鋁是一種理想的吸能材料。對于低密度泡沫鋁，在相同的應(yīng)變下，泡沫鋁吸收的能量是隨著密度的增加而增大。在相同的應(yīng)力作用下，泡沫鋁的吸能性能需根據(jù)實際情況選擇合適的相對密

3、度。
　　2、以東南大學(xué)材料工程系制備的閉孔泡沫鋁三明治梁為研究對象，通過三點彎曲試驗分析其失效模式，在此基礎(chǔ)上建立失效模式圖，對失效模式進行理論預(yù)測。針對此試驗中泡沫鋁試樣發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加載跨距、孔隙結(jié)構(gòu)一定時，芯材越厚，極限承載能力越大，面板屈服斷裂的可能性減小，壓頭壓入的可能性增大;當(dāng)芯材厚度、孔隙結(jié)構(gòu)一定時，跨距越大，極限承載能力越小，面板屈服斷裂的可能性越大，壓頭壓入式的可能性越小;當(dāng)跨距、芯材厚度一定時，類球形泡沫鋁三明治梁