閉孔泡沫鋁靜態(tài)力學性能與孔結構變形實驗研究.pdf

1、泡沫金屬材料具有較高的比強度和比模量,是較為理想的輕質結構材料。力學性能是結構材料研究和使用的基本參數。隨著泡沫材料的廣泛應用和迅速發(fā)展,使得力學行為成為泡沫金屬材料研究的重要內容之一。本文主要開展了如下幾個方面的研究工作： 1.介紹了泡沫金屬材料制備技術及其性能和應用,著重論述了目前泡沫金屬材料力學性能的研究成果,并從實驗的角度詳細說明了針對泡沫金屬材料的力學性能進行測試時需要注意的幾個方面。鑒于傳統(tǒng)的測試方法只能對泡沫金屬材

2、料的力學性能進行宏觀尺度上的整體測量,而無法跟蹤個別或者少數幾個孔洞在加載過程中的變形情況。因此提出了利用數字圖像相關方法結合高分辨率數字圖像采集和放大成像等技術,研究閉孔泡沫鋁試件表面孔結構在靜態(tài)壓縮情況下的力學特性參數變化,以及不同截面上的孔洞大小、形狀、位移的變化規(guī)律。 2.介紹了數字圖像相關方法的基本原理和實驗技術,并且對數字圖像相關方法以及自主開發(fā)的計算程序的結果準確性進行了模擬實驗的驗證,證明了本文所用的數字圖像相關

3、方法及程序所計算出的結果與實際情況基本吻合,滿足計算精度要求,因此可以用來作為對閉孔泡沫鋁試件靜態(tài)受壓試驗的測試方法。 3.以閉孔泡沫鋁材料為研究對象,采用CCD及計算機處理系統(tǒng),實時獲取加載變形前后閉孔泡沫鋁材料的表面圖像。利用數字圖像相關方法對變形前后的圖像進行相關,獲得了彈性范圍內靜態(tài)壓縮情況下閉孔泡沫鋁材料表面孔結構的全場變形。實驗研究了閉孔泡沫鋁材料在單軸壓縮過程中試件表面不同截孔隨載荷的變形規(guī)律,得到了試件表面不同截