泡沫鋁材料的工程應(yīng)用研究.pdf

1、泡沫金屬材料的出現(xiàn)與應(yīng)用已有五十多年的歷史，但關(guān)于泡沫金屬材料在載荷作用下的力學(xué)行為和破壞機(jī)理的研究只是近幾年才為人們所重視。在目前的泡沫金屬材料研究中，泡沫鋁是研究的重點(diǎn)。 影響泡沫金屬力學(xué)性能主要有兩個(gè)方面：一是基體材料的固有特性；二是泡沫材料的幾何結(jié)構(gòu)、泡孔的形狀、相對密度等。 本文系統(tǒng)介紹了泡沫金屬已形成的理論體系，分析了泡沫鋁的壓縮變形力學(xué)行為以及變形機(jī)制。針對不同的基體材料以及在同種材料、不同孔穴率和組合結(jié)構(gòu)

2、的情況下，通過一系列的靜態(tài)壓縮和落錘實(shí)驗(yàn)，獲得了對泡沫鋁及鋁銅合金的吸能特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，給出了吸能效率和理想吸能效率圖，分析表明，泡沫鋁銅合金和泡沫純鋁均為性能優(yōu)良的吸能材料，比較而言，前者的吸能性能更優(yōu)于后者。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用脆性泡沫做緩沖吸能材料時(shí)，加鋼外殼對吸收能量的提高有顯著幫助，而對于塑性泡沫，這種幫助表現(xiàn)得并不明顯。 本文還利用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，以唯象的本構(gòu)模型描述了泡沫金屬材料的宏觀力學(xué)行為，采用有限元方法模