開孔泡沫鋁壓縮力學(xué)性能的有限元分析.pdf

1、作為一種新型材料，泡沫鋁具有金屬材料和泡沫材料的雙重屬性。泡沫鋁因為具有著比較高的強度和剛度以及較低的密度，一般可以作為結(jié)構(gòu)材料。另外泡沫鋁在壓縮過程中有很長的應(yīng)力平臺區(qū)，使得它擁有很好的吸能效果，所以泡沫鋁被普遍用在各種吸能結(jié)構(gòu)上。力學(xué)性能研究是材料應(yīng)用方面的基礎(chǔ)，泡沫鋁不管是作為結(jié)構(gòu)材料和吸能材料，一般都會受到壓力的作用，所以本文以泡沫鋁壓縮性能為研究對象，采用宏觀數(shù)值仿真結(jié)合微觀模型理論分析對泡沫鋁壓縮力學(xué)性能進行研究。
　

2、　本文在前人研究的基礎(chǔ)上，選擇采用十四面體開孔泡孔結(jié)構(gòu)作為泡沫鋁的微孔結(jié)構(gòu)進行分析。建立了泡沫鋁十四面體宏觀模型，利用ANSYS軟件進行壓縮模擬實驗對其彈性模量和屈服強度進行了分析，得到了和理論以及實驗較吻合的結(jié)果。對相對密度大小、孔徑尺寸和基體材料等影響泡沫鋁彈性模量和屈服強度的各因素進行了分析研究。對于泡沫鋁吸能方面的研究，本文采用ABAQUS軟件對泡沫鋁宏觀模型進行壓縮模擬，考慮自相接觸，可以得到泡沫鋁壓縮的三個過程，即：線彈性階

3、段、壓縮平臺階段和壓實階段等。利用壓縮過程中所得到的數(shù)據(jù)，可以得出泡沫鋁吸能效率曲線和理想吸能效率曲線，從而對泡沫鋁吸能效率進行評價。同時又研究了不同密度和不同基體材料對泡沫鋁吸能性的影響。鑒于泡沫鋁的優(yōu)良吸能特性，其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，特別是被廣泛用在各種吸能部件上，已經(jīng)有很多的汽車結(jié)構(gòu)填充了泡沫鋁來增加碰撞中的吸能效果，如汽車前縱梁。本文為了研究泡沫鋁在汽車前縱梁中的緩沖吸能作用，對汽車碰撞過程進行了簡化的處理，對比分析了添加