吸能緩沖材料

1、泡沫金屬是一種以金屬或金屬合金為基體包含大量胞孔的輕質(zhì)多孔材料。泡沫金屬以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)而具有許多優(yōu)異的性能它兼有結(jié)構(gòu)材料和功能材料的特性:作為結(jié)構(gòu)材料它具有輕質(zhì)和高比強(qiáng)度的特點(diǎn)作為功能材料它同時具備吸聲隔音隔熱(閉孔)散熱(開孔)阻燃減振阻尼抗沖擊電磁波屏蔽等多種物理性能。基于其優(yōu)良性能目前在汽車工業(yè)、航天航空、建筑工業(yè)和鐵路運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域都已獲得了廣泛的應(yīng)用而且金屬泡沫材料的應(yīng)用范圍正隨著制造工藝的逐漸成熟和人們對其性能研究的日益深入而迅

2、速擴(kuò)大。在動態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)中不管泡沫金屬的密度為多少其應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)曲線與準(zhǔn)靜態(tài)壓縮條件下的響應(yīng)曲線是一樣的均經(jīng)過三個階段:彈性段屈服段及致密段。但在動態(tài)條件下應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)還有著與準(zhǔn)靜態(tài)下不同的特征:動態(tài)條件下的屈服應(yīng)力比靜態(tài)條件下的要高并隨著應(yīng)變率的增加屈服應(yīng)力的增加有上升的趨勢動態(tài)條件下的平臺區(qū)應(yīng)變比靜態(tài)條件下的稍低平臺區(qū)長度稍短。泡沫金屬的壓縮應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)曲線上出現(xiàn)較長的塑性變形段這表明泡沫材料在被壓縮過程中能夠在保持相對較低的應(yīng)力下吸

3、收大量的壓縮能量泡沫鋁是一種以鋁或鋁合金為金屬骨架包含大量孔洞的低密度、高比表面積多孔泡沫金屬材料。它是一種功能和結(jié)構(gòu)一體化的新型材料自20世紀(jì)90年代以來引起人們的廣泛關(guān)注。其具有良好的緩沖吸能性能一定的強(qiáng)度、剛度輕質(zhì)可用作結(jié)構(gòu)材料和緩沖吸能材料。與泡沫塑料相比泡沫金屬具有很多的優(yōu)點(diǎn):強(qiáng)度高能實(shí)現(xiàn)高能量的吸收熔點(diǎn)高具有高溫穩(wěn)定性耐候性好不易老化。作為一種緩沖減震材料，泡沫鋁的抗爆性能A.G.Evans等提出泡沫鋁的抗爆模型并從能量吸收

4、角度利用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算對于一定的爆轟波需要多厚的泡沫鋁防護(hù)層。通過泡沫鋁在爆炸載荷下沖擊波傳播特性實(shí)驗(yàn)研究表明泡沫鋁具有明顯的本構(gòu)粘性效應(yīng)是導(dǎo)致沖擊波傳播中吸收和彌散現(xiàn)象的主要原因追趕卸載會進(jìn)一步促進(jìn)沖擊波的衰減。泡沫鋁在動態(tài)載荷下所表現(xiàn)出來的力學(xué)性能充分說明泡沫鋁是一種優(yōu)良的新型抗爆吸能和抗沖擊緩沖材料，所以選擇泡沫鋁作為吸能防撞塊。泡沫鋁在吸能方面的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)泡沫鋁在吸能方面的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)由于制備工藝不同，從結(jié)構(gòu)上看，泡沫鋁可分

5、為閉孔和開孔結(jié)構(gòu)。前者含有獨(dú)立存在的氣泡，而后者是連續(xù)貫通的架構(gòu)。泡沫鋁的性能主要取決于分布在三維骨架間的孔隙特征，即孔的形態(tài)、分布，類型、形狀、結(jié)構(gòu)。輕質(zhì)輕質(zhì)：泡沫鋁是一種輕質(zhì)材料，密度為金屬鋁的0.1—0.4倍（180～480kgm3）；且它有較大的孔徑（0.3—7mm）、較高且可控的孔隙率（63%90%）、較高的比表面積（10～45cm2cm3）；它的密度可在很大范圍內(nèi)變動，一般孔隙率越大其密度越小。高比剛度高比剛度：其抗彎比剛度

6、為鋼的1.5倍；阻尼減震性能及沖擊能量吸收率阻尼減震性能及沖擊能量吸收率：阻尼性能為金屬鋁的5—10倍?？紫堵蕿?4%的泡沫鋁發(fā)生50%變型時，可吸收2.5MJM3C以上的能量。不燃燒且有較好的耐熱性。耐腐蝕性、耐候性好耐腐蝕性、耐候性好：低吸濕，不老化，無毒性。易加工易加工：切割、鉆孔、膠結(jié)方便；經(jīng)模壓可彎曲成所需形狀；能用有機(jī)或無機(jī)漆進(jìn)行表面處理；Zn–Al–Cu基合金釬料為理想焊料?？紤]到上年度的整車質(zhì)量，在以上述尺寸已滿足要求，