预热对二次泡沫化法制备泡沫铝合金孔结构的影响

采用温度实时采集及位移传感器计算机系统对二次泡沫化温度和时间等参数对制备泡沫铝合金的孔结构(孔径及其均匀性)及孔形成过程的影响进行了研究,并探讨了预热对二次泡沫化法制备泡沫铝合金孔结构的影响.结果表明:二次泡沫化过程可分为缓慢增长、快速增长和坍塌三个阶段;二次泡沫化过程中的非均匀温度场是导致难以获得孔结构均匀泡沫铝合金的主要原因;采用预热方法可显著改善二次泡沫化过程中的温度场,从而获得孔结构均匀性较好的泡沫铝合金.     

梯度孔径通孔多孔铝合金的空气吸声性能

为了克服现有多孔铝合金的吸声性能在不同频率下存在较大波动的问题,采用渗流法制备了可控孔径的梯度孔径多孔铝合金,分析了孔径梯度、试样厚度对吸声性能的影响。结果表明:梯度孔径多孔铝合金的吸声性能较现有多孔铝合金提高约55%,其宽频吸声性能优异。     

泡沫铝合金球形件的二次发泡法制备成型

采用二次发泡新方法制备具有致密表层的泡沫铝合金球形件,通过微型CT层析摄像仪对制备获得的泡沫铝合金球形件的孔结构形态进行观察和分析.研究了二次泡沫化温度和时间等参数对球形件孔结构(孔径,孔隙率)的影响,分析了球形件充型过程中的作用机理.结果表明,TiH2的二次分解是泡沫铝球形件充型驱动力,采用合适温度和时间通过二次泡沫化方法可制备孔结构均匀、具有致密表层外皮的泡沫铝合金球形件,孔隙率范围可在50.4%~93.8%变化,充型过程是固-液-气三相的共同作用.     

不同弹形撞击下泡沫铝夹芯结构动力学性能研究

为研究不同弹形撞击下泡沫铝夹芯结构的动力学性能,通过空气炮发射方式分别开展了球形弹、锥头弹和平头弹撞击泡沫铝夹芯板试验。基于非线性动力有限元软件LS-DYNA进行了不同弹形撞击泡沫铝夹芯板的数值仿真,分析了不同弹形、不同速度对夹芯板吸能特性的影响。试验结果与仿真结果一致性较好,结果表明：锥头弹撞击变形模式与球头弹撞击变形模式基本相同,平头弹侵彻过程中产生较严重的冲塞破坏,前面板和后面板呈现撕裂破坏模式,侵彻后夹芯被压实部分泡沫铝粘接在后面板上;锥形弹头部尖锐,弹头与靶的接触区域小、侵彻力大,平头弹的弹头和靶的接触区域大、侵彻力小,但靶面破坏区域大且撞击后效更大,球头弹则居于二者之间;当速度较低时,改善前面板和夹芯板的厚度以及材料性能可以较好地提升泡沫铝夹芯板的性能;当速度较高时,后面板吸能比例逐渐增大,重点改善后面板的厚度和材料性能可以较好地改善夹芯板抗侵彻性能。     

梯度孔径多孔铝合金的压缩及吸能性能

采用渗流法制备了具有梯度孔径结构的多孔铝合金,通过压缩试验对具有不同相对密度的多孔铝合金的压缩屈服强度及能量吸收性能进行了研究。结果表明:梯度孔径多孔铝合金的压缩应力-应变曲线包含两个阶段,即弹性变形阶段和塑性屈服阶段;其压缩屈服强度与Ashby-Gibson模型吻合良好;此多孔铝合金的压缩屈服强度、能量吸收能力均随相对密度的增加而提高。     

铝合金熔体在多孔介质中的二维微管渗流模型

在对填料颗粒堆积简化的基础上，建立了由渗流单元组成的二维微管模型．使用该模型对渗流过程进行模拟计算，渗流时间的计算值与实验值符合良好，并获得渗流过程的如下新规律：铝熔体在流过填料颗粒时，在填料颗粒的背压区封闭一定质量的气体，封闭的气体使附加孔隙率和通孔度增大．在渗流过程中静压力的变化分两个阶段：渗流开始时，静压力先缓慢增加，在渗流结束时瞬间，压力增加到最大值；后者对高孔隙率多孔铝的制备有重要意义．这些渗流规律为控制渗流过程和孔结构提供了依据．     

多孔铝合金连通孔对压缩性能的影响

根据多孔铝渗流制备过程中孔结构的形成规律建立了单元模型,其中改变渗流压力引起的通孔度变化所产生的孔隙率变化规律符合物理模型.通过对不同孔隙率的孔结构单元模型计算,结合实验研究了孔隙率变化引起的孔结构变化,并计算了通孔多孔铝力学性能的影响规律.结果表明,模型计算得到的材料弹性模量,塑性变形平台应力与实验结果基本相符,孔与孔之间通孔度的变化决定了通孔多孔铝的孔隙率变化,受压缩时在连通孔处的应力集中是其力学性能对孔隙率敏感的直接因素.