球形孔泡沫鋁孔結構的分形特性和有關性能的有限元法研究.pdf

1、以多樣化孔隙(通孔，閉孔)為特征的超輕型金屬結構實現了結構材料的輕質多功能化，從而成為前沿熱點材料之一。新型球形孔高強度泡沫鋁合金正成為高技術領域材料發(fā)展的新方向。因而本文從實際需求出發(fā)，以計算機圖像分析和有限元技術為手段，研究了泡沫鋁孔結構的分形特性、耐火性能和力學性能。 采用計算機圖像分析技術，根據分形理論對球形孔泡沫鋁孔結構的分形特性進行了研究。研究表明泡沫鋁孔洞形狀具有分形特征，并可用分形維數來定量描述。隨著泡沫化時間的

2、增長，分形維數呈現逐漸增大的趨勢。 運用有限元分析軟件 ANSYS 模擬泡沫鋁合金在高溫加熱下的背火面溫度場分布，其分布規(guī)律是：在開始較短的時間內溫度迅速升高，隨后緩慢上升直至不變。它的熱傳導性能比致密鋁合金低，而耐火性能明顯好于致密鋁合金。在660℃加熱時它的耐火極限為無限長，當加熱溫度提高到705℃時它的耐火極限為108s。 利用ANSYS/Ls-DYNA軟件對球形孔泡沫鋁準靜態(tài)壓縮過程進行了數值模擬。其壓縮過程可