泡沫鋁單調(diào)及循環(huán)變形行為的實(shí)驗(yàn)研究和有限元模擬.pdf

1、泡沫鋁材料憑借其重量輕、高比剛性、高比強(qiáng)度等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用在航空航天、汽車(chē)工業(yè)等領(lǐng)域。泡沫鋁材料主要作為緩沖結(jié)構(gòu)填充物使用，已有的泡沫鋁力學(xué)性能的研究多集中在沖擊載荷下吸能行為的研究。隨著泡沫鋁使用范圍的擴(kuò)大，部分泡沫鋁構(gòu)件開(kāi)始作為承載結(jié)構(gòu)使用，其在準(zhǔn)靜態(tài)下的力學(xué)性能對(duì)于工程應(yīng)用有重要意義。但對(duì)于泡沫鋁準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)行為研究還不夠完善，特別是在循環(huán)載荷下的變形行為研究非常少。本文針對(duì)閉孔泡沫鋁和球形開(kāi)孔泡沫鋁的單調(diào)及循環(huán)變形行為進(jìn)行了實(shí)

2、驗(yàn)研究和有限元模擬。
　　 本文主要開(kāi)展了以下工作:
　　 1、對(duì)閉孔泡沫鋁和球形開(kāi)孔泡沫鋁的單調(diào)拉伸、壓縮以及循環(huán)變形行為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，得到了不同孔狀泡沫鋁材料的壓縮特性和在非對(duì)稱(chēng)應(yīng)力循環(huán)下的棘輪行為特性，為泡沫鋁材料的有限元分析提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　 2、通過(guò)有限元分析的方法，對(duì)泡沫鋁材料的單調(diào)壓縮行為進(jìn)行模擬，討論了孔隙率、孔徑尺寸和孔洞缺陷等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其壓縮特性的影響。結(jié)果表明:孔隙率越小，孔徑尺寸越小，泡

3、沫鋁的抗壓強(qiáng)度越高，塑性屈服平臺(tái)應(yīng)力越大;孔洞的缺陷不同程度的影響著材料的壓縮性能。
　　 3、在泡沫鋁單調(diào)壓縮的有限元模擬中引入了周期性邊界條件進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)一致。以不同孔隙率、孔徑尺寸的泡沫鋁為研究對(duì)象，對(duì)采用周期性邊界和自由邊界的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:添加了周期性邊界的數(shù)值模擬結(jié)果比自由邊界的模擬結(jié)果在相同應(yīng)變下應(yīng)力值偏高，曲線(xiàn)波動(dòng)較小。
　　 4、基于周期性邊界條件，對(duì)球形開(kāi)孔泡沫鋁在循環(huán)