相对密度对泡沫铝动态压缩力学性能的影响

采用分离式霍布金森压杆（SHPB）技术,研究了相对密度对泡沫铝的动态力学性能的影响。结果表明：泡沫铝动态压缩应力一应变曲线具有多孔泡沫材料明显的三阶段特征,即线弹性阶段、塑性屈服平台阶段及致密阶段。相对密度对泡沫材料屈服强度和流动应力有很大影响,在动态响应下泡沫铝的应力均随相对密度的增大而增大,根据Gibson的公式进行分析,得出泡沫铝的动态压缩力学性能与相对密度的关系式。     

泡沫铝/聚氨酯复合材料摩擦阻尼器性能试验研究

基于泡沫铝/聚氨酯复合材料（aluminum foam/polyurethane,简称AF/PU）是一种同时具有铝材料的摩擦性能和聚氨酯的黏弹性的复合材料,由此研制出一种能够发挥黏弹性阻尼器和摩擦阻尼器各自耗能特点的泡沫铝/聚氨酯复合材料摩擦阻尼器（AF/PU摩擦阻尼器）,并对该阻尼器进行位移幅值、频率等相关性的性能试验和疲劳性能试验。以最大输出力、刚度和阻尼比为指标,研究该阻尼器的性能规律,采用修正的Bouc-Wen计算模型模拟其滞回曲线,并对比模拟结果和试验结果。研究结果表明：AF/PU摩擦阻尼器的滞回曲线饱满,具有较高且稳定的阻尼比。该阻尼器的力学性能随位移幅值和循环次数的增加而呈现分阶段性,但是加载频率的影响却较小,该阻尼器是一种典型位移幅值相关的变刚度摩擦阻尼器。修正的Bouc-Wen模型的模拟结果与试验结果二者吻合良好。     

夹心泡沫铝板的抗弯性能研究

为了进一步提高泡沫铝板的力学性能,通过采用铝板、铝合金板、玄武岩纤维布、碳纤维布等材料进行双面粘接复合处理。结果表明表面经过粘贴金属板材或纤维布复合处理后的泡沫铝板材抗弯强度大幅度提高:在泡沫铝两面粘贴1.0 mm普通铝板后,泡沫铝复合板的抗弯强度能够提高一倍,而且当粘贴金属板材的性能越好时,泡沫铝复合板的抗弯强度提高的幅度就越大;碳纤维布的饰面增强效果明显大于金属板,16 mm泡沫铝两面各粘贴4层、5层碳纤维布时,抗弯强度分别达到281.5 MPa、321.4 MPa,增幅分别达到282%和337%。     

拉伸扭转组合作用下泡沫铝力学性能

泡沫铝是工程中广泛使用的塑性材料之一,对泡沫铝在拉伸扭转复合载荷作用下的力学性能进行研究,确定其极限应力状态。比较剪应力和拉应力比值变化时,对其力学性能的影响。总结规律,为工程实践中相应的问题提供可靠的参考。同时对单向拉伸破坏试验及扭转破坏实验的结果进行了分析,验证强度理论。     

泡沫铝压缩和吸能性能的影响因素分析

泡沫铝是近年来日益发展的一种新型结构–功能一体化材料。为了更加深入清晰地了解各因素对泡沫铝压缩性能的影响,选取影响泡沫铝压缩性能的尺寸、孔隙率、孔径作为讨论对象,系统地阐述了这3个因素对泡沫铝压缩性能与吸能性能的影响。分析表明,试件尺寸对泡沫铝的压缩和吸能性能均有重要影响;孔隙率对泡沫铝的性能具有决定性作用;孔径对泡沫铝压缩和吸能性能的影响规律尚有待揭示。     

经编间隔织物增强泡沫混凝土的力学性能研究

采用一种具有三维中空结构的经编间隔织物增强泡沫混凝土,并对经编间隔织物进行不同方式的树脂浸渍处理,得到4种不同的增强材料,研究不同增强材料对泡沫混凝土力学性能的影响。研究表明,增强材料的加入对泡沫混凝土的密度及吸水率没有明显影响,但显著提高了泡沫混凝土的抗压强度和弯曲强度。其中,以经编间隔织物整体浸渍树脂作为增强体对泡沫混凝土的增强增韧效果最明显,抗压强度和弯曲强度分别提高了128.4%和553.8%。同时,由于经编间隔织物经纬向纱线密度的差异,造成复合材料的弯曲强度存在各向异性。经编间隔织物提高了泡沫混凝土的抗变形能力,改善了泡沫混凝土的破坏模式。     

闭孔泡沫铝材料的穿孔法剪切试验

为获取泡沫铝材料的抗剪强度,采用穿孔剪切方法对2种不同相对密度、不同孔径尺寸的铝硅闭孔泡沫铝材料进行了试验测试。结合抗压强度试验结果,分析并验证2种材料剪切试验过程中不同的破坏过程,给出了抗剪强度的确定方法。试验结果表明：穿孔法用于泡沫铝材料的抗剪强度测试是可行的,但应合理确定穿孔器直径和试件厚度,避免在剪切过程中出现试件的压缩破坏。所得结论可为其他泡沫金属材料的剪切性能试验提供参考。     

EPS颗粒填充水泥基复合材料保温性能的有限元分析及力学试验研究

水泥是粉状水硬性无机胶凝材料。发泡聚苯乙烯(EPS)是一种轻质、内含不连续气孔的泡沫。故本文研究了以发泡聚苯乙烯(EPS)作为填充相的水泥基复合材料的隔热性能及力学性能。     

基于BP神经网络对爆炸容器多层复合结构的多目标优化

利用泡沫铝材料衰减冲击波和吸收爆炸能量的特性,设计了一种泡沫铝夹心的多层复合结构爆炸容器,并利用LS-DYNA软件进行了数值模拟,得到其动态响应特性。针对多层复合结构爆炸容器的外壳应变和能量吸收指标,采用BP神经网络和NSGA-Ⅱ遗传算法对其进行了结构优化。优化结果表明：高密度的泡沫铝夹芯对于大药量爆炸载荷是合适的,低密度的泡沫铝更适于小药量情况;相同爆炸载荷作用下,内筒和泡沫铝的厚度越大,外壳应变越小;内筒和泡沫铝的厚度越小,泡沫铝的吸能效率越高;内筒厚度越小同时泡沫铝的厚度越大,整个泡沫铝夹芯吸收的总能量越多。     

泡沫金属材料的制备及性能

多孔泡沫材料是一种内部含有许多空隙的新型材料。由于其具有非泡沫金属所没有的优异特性,因而在一般工业领域特别是高技术领域受到越来越广泛的重视,也引起了国内外浓厚的研究兴趣。多孔泡沫铝是目前研究最为成熟的一种泡沫金属材料,本文主要对泡沫材料的结构特征、制备方法和其性能予以综合概述,以期推动泡沫铝的进一步研究和应用。     

泡沫铝吸声板的材料特性及应用

泡沫铝吸声板是一种新型吸声材料，具有优异的物理力学性能及耐候性能，适用范围广泛，介绍泡沫铝吸声板的物理力学性能，吸声性能及其应用，主要对厚度为8mm的毛坯板，表面装饰喷涂板以及后背贴一层铝箔的复合板的无现人射（混响法）吸声性能作了分析，还对吸水及表面吸附灰尘对吸声性能的影响进行了实验性研究。     

泡沫铝作为建筑材料的应用及前景

泡沫铝材料作为一种新型功能材料,具有相对密度低、质量轻、比表面积大、力学性能高、阻尼性能好、消声、隔热、导热、减震、电磁屏蔽防护、吸能缓冲等性能特点,具有多功能兼容性、绿色环保及用户友好等优点。在汽车、舰船、航空、航天、兵器、电子、环保、交通、建材等方面都将大有作为。在建筑方面,可用做耐高温幕墙材料、隔声材料及装饰材料。但由于其工艺未达到结构可控性,并且制作成本较高,还未能被更广泛的使用,随着这些问题的解决及我国对环境保护及用户健康的逐渐重视,建筑环保性能方面的法律逐步完善,泡沫铝材料作为建筑材料的应用范围将会越来越大。     

植物纤维增强硬泡聚氨酯性能的研究

以水为发泡剂,秸秆纤维为增强材料,制备了硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)复合材料.研究了秸秆纤维掺量对RPUF力学性能和导热系数的影响,利用扫描电镜表征泡沫体的微观结构.研究结果表明,水发泡RPUF无毒环保,但导热系数稍有增大,掺加秸秆纤维可增强RPUF复合材料的压缩性能,降低其导热系数,在秸秆掺量为MDI质量的6％时,RPUF复合材料的导热系数最低.     

铝面板PMI泡沫芯夹层材料力学性能研究

对铝面板聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫芯夹层材料进行了弯曲、平拉、压缩、剪切、侧压等试验,得到了弯曲、平拉、压缩、剪切、侧压等性能数据,为采用铝面板PMI泡沫芯夹层材料提供了设计依据.     

高性能纤维增强水泥基复合材料大空腔外墙板性能模拟研究

基于高性能纤维增强水泥基复合材料和泡沫混凝土设计了一种新型大空腔外墙复合墙板.基于高性能纤维增强水泥基复合材料力学性能试验,依据数字孪生理念对复合材料力学性能及墙板构造设计性能开展了相应的有限元模拟以确定其数值模拟参数.在此基础上对大空腔外墙板的构造进行了优化设计研究,进行了极限弯载试验,验证了大空腔外墙板构造设计的合...     

泡沫铝材料提升游艇耐撞性的数值分析

以探讨泡沫铝材料对于提升游艇耐撞性能的有效性为目标,针对某小型玻璃钢结构游艇为研究对象,采用有限元方法分别计算了艇体结构在未安装与安装泡沫铝防撞层下的受力与变形,分析了泡沫铝防撞层厚度对结构防撞效果的影响。结果表明:安装泡沫铝防撞层后可以有效地提高游艇的抗撞击性能,达到保护游艇的目的,并且游艇所受到的最大拉应力随着泡沫铝防撞层厚度的增加呈线性减小趋势,游艇所受到的最大压应力、最大变形随着泡沫铝防撞层厚度的增加呈对数关系减小趋势。     

玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝的静、动态力学性能试验研究

为研究玄武岩鳞片闭孔泡沫铝静态力学性能,并分析其相对密度和应变变化率对泡沫铝动态吸能特性和吸能效率的影响,分别通过液压试验机和分离式霍布金森(SHPB)压杆对不同尺寸玄武岩鳞片闭孔泡沫铝进行静态压缩试验和高应变变化率冲击试验。结果表明:在准静态压缩作用下,泡沫铝相对密度对吸能性和吸能效率有一定的影响,相对密度与吸能性正相关,与吸能效率负相关。在相对密度较低时,玄武岩鳞片闭孔泡沫铝的吸能性能明显优于普通合金闭孔泡沫铝,相同密度下平均高出60%。高应变变化率情况下,相对密度相同时,玄武岩鳞片闭孔泡沫铝在相对更高的应变变化率下表现出更好的吸能性,全压缩过程后,高应变变化率作用下的吸能性较低应变变化率下的约高出75%。而吸能效率在相同应变时的表现则跟应变变化率负相关。在相同应变下,较低应变变化率吸能效率高出8.7%。不同应变率下泡沫铝压缩程度明显不同,在达到最大应变时,越高应变变化率下吸能效率更高。     

泡沫铝对坑道口部爆炸冲击波的衰减特性初步研究

运用大型有限元软件LS—DYNA，在相同爆炸冲击波作用下，对坑道中不设置泡沫铝缓冲层和设置泡沫铝缓冲层2种情况进行数值模拟和对比分析。结果表明：泡沫铝缓冲层对爆炸冲击波有着良好的衰减特性，这对坑道口部抗爆炸冲击波设计有着很高的参考价值，为新型抗冲击缓冲材料提供了设计基础。     

超轻聚合物水泥泡沫材料试验研究

通过掺入聚合物来对水泥泡沫材料进行改性,来提高水泥泡沫材料泡孔封闭性差,从而提高材料的保温性能和力学性能。实验对影响材料性能的基本因素进行了研究,认为苯丙乳液较适合用于改性水泥泡沫材料,且掺入水泥浆的方式优于掺入到发泡液的方式。     

玻璃纤维增强复合材料泡沫夹芯管制作工艺研究

针对目前复合材料泡沫夹芯管制作工艺中存在的不足,提出一种新的复合材料泡沫夹芯管制作工艺——泡沫芯层预制、内外蒙皮缠绕共固化成型工艺。制作了若干试件,对芯层界面处理、缠绕张力等对夹芯管轴压破坏形式及极限承载力的影响进行试验研究,并针对这些影响提出相应的改进措施,使得复合材料泡沫夹芯管的内外管与泡沫芯层协同工作,能更好地发挥材料与结构的优越性能。