開孔泡沫鋁壓坑力學行為的研究.pdf

1、本文研究了不同性質泡沫鋁在幾種形狀壓頭作用下的準靜態(tài)壓坑變形力學行為以及泡沫鋁的結構參數對其壓坑力學性能的影響，探討了泡沫鋁的準靜態(tài)壓坑變形的微觀機制. 首先，以工業(yè)純鋁和鋁硅合金為原材料，采用加壓滲流法制備了具備不同性質的開孔泡沫鋁，分別采用頭部為平面、球面和圓錐面的三種圓柱體壓頭，對泡沫鋁進行了準靜態(tài)壓坑試驗，研究了不同性質的泡沫鋁在不同形狀壓頭作用下的壓坑載荷-位移響應的特征.試驗的結果表明:泡沫鋁在幾種形狀壓頭作用下的壓

2、坑載荷-位移響應均與單軸壓縮的響應相比均有較大差別，其顯著特征是隨著變形量的增大應力上升的速度較快.而且，泡沫鋁的壓坑載荷-位移曲線的形狀還與所用壓頭的形狀密切相關. 其次，通過制備不同孔徑和相對密度的開孔泡沫鋁，采用相同壓頭對不同參數的泡沫鋁試樣進行準靜態(tài)壓坑試驗，研究了孔徑和相對密度對泡沫鋁壓坑力學性能的影響.試驗的結果表明:孔徑對于不同性質泡沫鋁力學性能的影響有很大的差別:對于脆性的泡沫鋁合金，孔徑對于變形載荷的影響比較明

3、顯；而對于塑性的泡沫純鋁，孔徑大小的變化對泡沫鋁的變形載荷幾乎沒有影響.相對密度對泡沫鋁壓坑變形性能的影響與其對單向壓縮性能的影響有著相似的規(guī)律，可以用Gibson的模型來描述. 最后探討了泡沫鋁的壓坑變形機制及其能量吸收吸能，結果表明:隨著泡沫鋁基體性質的不同，其壓坑變形宏觀形態(tài)和微觀機制也存在較大的差異:對于脆性的泡沫鋁硅合金，壓頭周圍的泡沫鋁受壓頭影響的變形區(qū)域很小；對于塑性的泡沫純鋁，壓頭周圍的泡沫鋁受壓頭影響的變形區(qū)域