泡沫金属对流换热性能研究

研究了PMF法形成的泡沫金属,在自然对流和强迫对流两种状态下其孔隙结构(孔径、孔隙率、通孔度)及试样厚度对其换热性能的影响,并对实验结果作了讨论。     

低密阻尼金属/金属复合体材料的组织与性能研究

采用快速凝固／粉末冶金法成功地研制出Ａｌ－７．０９％Ｆｅ－１．３４％Ｍｏ－１．４５％Ｓｉ（ＦＭＳ０７１４）合金及其金属／金属复合体材料ＦＭＳ０７１４／１５％Ａｌ和ＦＭＳ０７１４／１０％（Ｚｎ－３０％Ａｌ）,考察了其组织、拉伸性能、阻尼性能和密度,产散锻铝ＬＤ７ＣＳ合金进行了对比。结果表明：ＦＭＳ０７１４合金本身就具有较好的拉伸与阻尼性能。添加纯Ａｌ和Ｚｎ－３０％Ａｌ合金粉均使其强度下降,而 ＦＭＷ     

孔结构对通孔泡沫Al非线性阻尼性能的影响

采用特殊方法制备可控结构的通孔泡沫Ａｌ，研究了孔结构对数非线性阻尼性能的影响规律。     

含宏观孔开孔泡沫铝的阻尼机制研究

采用空气加压渗流技术制备了含宏观孔的开孔泡沫铝材料,通过多功能内耗仪采用内耗技术测试了泡沫铝在不同温度、不同频率和不同振幅下的内耗谱特征,研究表明与致密工业纯铝的阻尼能力相比,泡沫铝的阻尼能力得到很大的提高,泡沫铝的内耗随着测量频率的增加而增大,同时,内耗也随着应变振幅的增加而增大。经透射电子显微镜观察发现在晶界附近存在大量的位错亚结构。根据内耗测量和微观观察提出了泡沫铝中可能的阻尼机制:孔周围的应力集中和模式转换,孔洞/金属基体界面处由于动力学模量相差很大而使机械能转化为热能,孔洞发生不均匀的膨胀或畸变使外加应变能耗散为热能。     

泡沫铝合金阻尼性能的研究

本文采用渗流工艺制备具有开孔结构的泡沫工业纯铝、泡沫铝—锌合金(Al—28wt％Zn)及泡沫铝—镁合金(Al—10wt％Mg)，在多功能内耗仅上对这三种具有相同结构和相对密度的泡沫铝合金的阻尼性能进行了研究。实验结果表明，铸态下的泡沫铝—镁合金的阻尼性能高于泡沫纯铝，而泡沫铝—锌合金在室温下的阻尼性能比泡沫纯铝及泡沫铝—镁合金高3～4倍，分析认为泡沫铝—锌合金的高阻尼机制主要是由于在振动时其基体中较软的α相与较硬的富锌η相界面产生粘滞流动消耗能量的结果。     

汽车座椅聚合物泡沫座垫非线性弹性-阻尼特性建模研究

该文探讨了汽车座椅聚合物泡沫座垫的非线性弹性-阻尼特性的一种建模方法及过程。首先进行了泡沫座垫的动态力学特性实验测试,根据座垫的非线性动态特性特征选择了模型的表达式,再通过大量实验数据对其进行了参数辨识,建立了座垫的一种非线性弹性-阻尼特性数学模型,表达了座垫的动态载荷与变形位移、速度的关系。另一方面,进行了实际人体在座垫上的正常坐姿体压分布测试,参考体压分布状态进行了座垫的离散化,建立了泡沫座垫的垂向非线性弹性-阻尼特性的离散化模型,可更好地模拟座椅-乘员系统的人体角振动响应特性。最后进行了所建立的聚合物泡沫座垫动态特性模型在座椅-乘员系统多体动力学响应模拟分析中的应用验证。     

泡沫金属基高阻尼复合材料的研究进展

分析了金属基复合材料和粘弹性材料的阻尼机制,认为金属材料与粘弹性材料复合可开发出高阻尼结构材料。探讨了获得泡沫金属基复合材料的途径,指出了泡沫金属基复合材料是一种具有广阔前景的新型结构功能一体化材料。     

宏观孔对金属材料阻尼行为的影响及其阻尼机制研究

采用空气加压渗流技术制备了含宏观孔开孔泡沫金属材料,运用内耗技术研究了宏观孔对金属材料阻尼行为的影响及其阻尼机制,宏观孔的引入大大提高了材料的阻尼性能。泡沫金属材料的基体为工业纯铝和锌铝共析合金,宏观孔的平均直径约0.5mm和1.4mm,宏观孔孔隙率为69%和65%。在多功能内耗仪上采用连续变温受迫振动方式测量了泡沫金属材料的内耗和相对动力学模量。实验表明泡沫金属材料的阻尼能力随着宏观孔的减小、宏观孔孔隙率的增加而增加,依据实验结果提出了泡沫金属可能的阻尼机制:晶界阻尼、位错阻尼、孔周围的应力集中和模式转换、孔洞/金属基体界面处由于动力学模量相差很大而使机械能转化为热能和孔洞发生不均匀膨胀或畸变使外加应变能耗散为热能。     

泡沫金属材料阻尼性能的研究进展

以泡沫金属材料的阻尼性能为主要分析对象,总结比较了使金属泡沫材料阻尼性能逐步提高的方法的发展过程及其相应的阻尼机制,特别介绍了高阻尼多孔Cu基形状记忆合金的发展前景和制约其发展的主要问题,并针对性地提出了解决方法和建议。     

晶体形态对金属涂层阻尼特性的影响

研究了金属涂层阻尼性能的微观机理。采用磁控溅射技术在不锈钢表面制备了Al、Ti、TiAl合金涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪研究了金属涂层的物相、微观结构和元素组成;利用动态热机械分析仪(DMA)分析了涂层的阻尼性能。结果表明:单靶磁控溅射制备Al涂层为典型的片状晶体结构,而Ti涂层为柱状微晶结构;双靶共溅射制备的TiAl合金涂层为Al晶体为核心包裹微晶Ti的合金微团结构。在金属涂层和基体结构阻尼性能测试实验中,频率为31~35 Hz区间Al、Ti、TiAl合金和不锈钢基体四种试样均出现阻尼品质因子倒数(Q^-1)峰;然而在频率为57 Hz时, Al、Ti及TiAl合金涂层的试件出现明显Q^-1峰,其峰值约为0.016,未镀膜的不锈钢基体试样未出现峰值;在57 Hz频率下的应变幅与Q^-1关系曲线中,微团状晶态TiAl合金涂层阻尼性能最强,柱状晶态Ti涂层阻尼性次之、相对而言片状晶态Al涂层最弱。由此可见,晶体结构对金属涂层的阻尼性能的影响存在直接相关性,乱序晶体结构弛豫和晶界纳米缝隙的内摩擦是金属涂层产生阻尼的主要原因。     

高性能氯化丁基橡胶复合阻尼材料的制备技术及力学阻尼性能研究

采用机械共混改性方法制备了高性能氯化丁基橡胶(CIIR)/四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(AO-60)/酚醛树脂(PF)复合减振材料。研究了硫化体系、混炼温度和酚醛树脂用量等对复合减振材料力学阻尼性能的影响。结果表明:在CIIR/AO-60复合材料体系中,采用氧化锌硫化体系制备的减振材料的力学阻尼性能较佳;在混炼条件110℃×30min下制备的复合减振材料的综合阻尼性能和相态结构分布都优于常温下制得的阻尼材料;在CIIR/AO-60材料体系中,随着PF用量的增加,复合减振材料的力学性能、贮能模量和损耗模量都得到提高,复合减振材料的动态力学性能曲线向高温方向移动,材料体系的最大损耗因子值有一定的降低;当PF用量为5份时,所制备的高性能氯化丁基橡胶复合减振材料具有更好的综合力学阻尼性能。     

用于制备泡沫金属的发泡剂的种类及特性

利用发泡剂产气使得金属熔体泡沫化是制备泡沫金属的方法之一.发泡剂的产气特性是决定金属熔体泡沫化进程的重要因素.介绍了两类发泡剂:以氢化钛为代表的金属氢化物和以碳酸钙为代表的碳酸盐.总结和分析了各种发泡剂的产气原理、在不同气氛下的产气特性、发泡剂的预处理对金属熔体泡沫化的影响及不同发泡剂的优缺点和使用的范围.     

金属阻尼材料研究的新进展及发展方向

金属阻尼材料是一种用来减振和降噪的结构功能一体化材料,主要包括阻尼合金、阻尼金属基复合材料和泡沫金属.介绍了各种金属阻尼材料的阻尼机制,综述了现有金属阻尼材料存在的问题及其研究进展,在此基础上提出未来金属阻尼材料的研究方向是探索新的阻尼机制和开发高阻尼金属基复合材料.     

阻尼性半硬质聚氨酯泡沫的制备与性能

半硬质聚氨酯泡沫(SRPUF)因为其较高的压缩硬度、较低的弹性以及较好的吸能效果,常用作吸能减震材料。文中采用一步法模塑成型工艺,以混合聚醚多元醇和改性二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料,全水发泡合成了半硬质聚氨酯泡沫,研究了泡沫稳定剂含量对泡孔结构的影响,异氰酸酯(NCO)指数、微量乙二醇(EG)扩链剂对其阻尼性能的影响。结果表明,泡沫稳定剂含量增加,泡孔越小越均匀;NCO指数提高聚氨酯泡沫的阻尼性能降低;微量乙二醇扩链也可以提高聚氨酯泡沫的阻尼性能;当NCO指数为0.8,5‰乙二醇扩链时,可以制备阻尼性能和热性能较好的半硬质聚氨酯泡沫。     

Mechanical Properties of Advanced Pore Morphology Foam Elements

Advanced pore morphology (APM) foam, consisting of sphere-like metallic foam elements, exhibits some particular mechanical properties with unique application possibilities. The article presents the results of experimental and computational testing of APM foam elements to determine their mechanical behavior under quasi-static and dynamic compressive loading conditions. Additionally, an infrared thermal imaging camera has been used during experimental testing. Evaluated mechanical properties give better insight into the behavior of single APM foam elements under different types of loading and provide a good base for further studies of the topology and morphology influence on the global behavior of composite structures, based on APM foam elements.     

泡沫材料厚度对其刚度及阻尼系数的影响

根据隔振分析模型,建立了相应的实验测量系统,测量并分析了泡沫材料的刚度及阻尼系数。采用激振台对泡沫材料施加激励,由2个加速度计拾振,获得了由泡沫材料组成的缓冲包装系统的振动传递比曲线,应用非线性拟合方法计算得到了阻尼比,并求得了刚度和阻尼系数。实验结果表明:泡沫材料刚度随其厚度增加而递减,阻尼系数则在一定范围内随厚度增加而降低;泡沫材料厚度的增加会降低缓冲包装系统隔振的下限频率,在一定范围内越厚,隔振效果会越好,但当厚度超过了特定值,隔振效果反而有所下降。     

碳泡沫导热性能及力学性能研究

用微胶囊化得到的空心酚醛树脂微球制备出酚醛泡沫材料, 在Ar气的保护下进行1000℃碳化和2000℃的石墨化处理, 得到所需的泡沫材料. 研究了孔隙率、热处理温度等因素对碳泡沫导热性能的影响. 结果表明: 提高材料内部空心微球的比例可以降低材料的导热性能, 得到低热导率的泡沫材料; 而对于孔隙率接近的泡沫材料, 降低材料内部的孔径可以起到降低材料热导率的作用; 得到了密度为0.50g/cm³, 热导率为1.007W/m·K, 压缩强度为8.82MPa的碳泡沫材料.     

阻尼层敷设方式对结构性能的影响

采用两种弹性模量不同的高分子材料，设计了四种自由阻尼层结构。基体钢板材质相同，阻尼层的总厚度相同。阻尼层分别采用单层同一材料和两层不同材料的形式。研究了结构的阻尼性能，发现采取分层阻尼层结构，并且将弹性模量大的材料敷设在外层时结构阻尼性能最好，依据高分子材料阻尼产生的机理，对此做了分析。研究了结构的固有频率，发现分层敷设结构的固有频率不因阻尼材料敷设顺序的改变而改变。     

室温界面自交联对PS/PBA乳胶IPN力学和阻尼性能的影响

利用种子乳液聚合以及双丙酮丙烯酰胺(DAAM)与己二酰肼和甲基丙烯酸缩水甘油醚(GMA)与乙二胺的交联反应合成了系列聚苯乙烯/聚丙烯酸正丁酯(PS/PBA)室温界面自交联乳胶互穿聚合物网络(IPN)。拉伸实验结果表明,自交联可提高LIPN的拉伸强度,减少永久形变,并且拉伸强度随DAAM和GMA用量的增加而增加。动态力学谱结果表明,自交联使LIPN的玻璃化温度升高以及阻尼性能下降,并且随DAAM用量的增加,阻尼性能降低;随GMA用量的增加,阻尼性能先增后降。GMA为5%时,LIPN具有较高的拉伸强度和阻尼性能。