開孔泡沫鋁孔結構及力學性能研究.pdf

1、該文通過文獻檢索,簡述了泡沫鋁的主要制備方法、性能特點及應用領域,簡要介紹了滲流法制備的泡沫鋁的特點、在泡沫鋁力學行為研究上所取得的成果,以及目前所存在的主要問題.在此基礎上,該文主要研究了滲流法制備開孔泡沫鋁中孔結構及參數(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.結果表

2、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結構可有效的降低泡沫鋁的相對密度;與不規(guī)則孔結構泡沫鋁相比,球形孔結構泡沫鋁的相對密度更低.其次,采用ZL104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變率下的應力-應變響應特征、參數(shù)的變化對泡沫鋁壓縮力學性能及吸能性的影響.準靜態(tài)實驗的結果表明,孔徑的變化對泡沫鋁壓縮力學性能的影響不顯著,而隨著相對密度的增大,泡沫鋁壓

3、縮力學性能升高,相同應變量下吸能量上升;動態(tài)壓縮實驗結果表明,開孔泡沫鋁硅合金具有明顯的應變率效應,即隨著應變率的提高,其屈服強度和流動應力均升高,因此,同樣應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,結果表明用滲流法制備的泡沫鋁合金的基體顯微組織粗大,力學性能低于相同材質的鋁合金.然后,該文還研究了填充硅橡膠對泡沫鋁力學行為的影響.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

4、進行了不同應變率條件下的壓縮實驗.結果表明與單純泡沫鋁相比,含硅橡膠泡沫鋁的壓縮應變量顯著增加,因此其吸能量上升,且在0.05~0.55的應變范圍內,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沫鋁具有非常明顯的應變率效應.最后在一級輕氣炮裝置上對平均相對密度為0.33、孔徑為0.75mm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,并得到了這種參數(shù)泡沫鋁的Hugo