泡沫铝密度对泡沫铝填充管吸能性能的影响

泡沫铝密度是泡沫铝填充管吸能性能的重要影响因素。通过LS-DYNA模拟分析泡沫铝填充管的准静态过程。采用DESHPANDE-FLECK-FOAM泡沫铝材料模型,系统研究了泡沫铝密度对填充管吸能性能的影响。研究发现填充管的吸能量与泡沫铝的密度呈二次曲线关系,比吸能与泡沫铝密度呈线性关系。同时,对泡沫铝填充管的变形模式和内在机制也做了初步的分析。     

泡沫铝填充结构改善汽车低速碰撞耐撞性研究

为改善汽车低速碰撞耐撞性,减少维修成本,试验研究了铝空管及泡沫铝填充管的三点弯曲性能,对比分析了部分填充与全填充的泡沫铝填充管的承载特性及吸能总量。建立了对应的三点弯曲有限元仿真模型,对比试验结果与模拟结果,验证了有限元仿真模型的可靠性。基于泡沫铝填充管的研究结果,进行了某轻型物流车前防撞梁总成在C-IASI前端低速碰撞工况下的模拟试验,对比汽车前防撞梁本体填充泡沫铝前后的耐撞性。结果显示,在前防撞梁本体中填充泡沫铝,改善了车辆的碰撞吸能性,降低了前端侵入量,提高了汽车安全性。     

石膏型渗流制备泡沫铝填充圆管压缩行为研究

采用石膏型渗流制备开孔泡沫铝并填充到薄壁圆管,制成泡沫铝夹心管。通过准静态压缩试验研究了泡沫铝夹心管的压缩行为。结果表明：采用石膏型渗流法制备的泡沫铝孔隙率在85%左右,其压缩变形阶段可分为弹性段、塑性平台段和致密化段;空心圆管的压缩行为与其本身的结构参数有关;泡沫铝夹心管的力学性能与吸能能力比空心圆管和泡沫铝有了一定的提高,且石膏型渗流法所制泡沫铝夹心管质量较轻。     

功能梯度金属泡沫填充管在冲击载荷下的高效吸能

研究功能梯度泡沫填充管(FGFTs)在落锤冲击载荷作用下的变形行为和耐撞性.采用液态工艺制备的闭孔泡沫铝、A356合金泡沫和锌泡沫作为轴向梯度填料,用于制备不同构造的单层和多层结构.结果表明,多层泡沫填充管的变形由低强度部位开始,然后通过应力的逐渐增加在高强度部位中扩展.使用更多的A356合金和泡沫铝层可为梯度结构提供...     

膨胀珍珠岩-泡沫铝复合材料层合管的力学性能研究

采用渗流法制备膨胀珍珠岩一泡沫铝复合材料,以其为芯,钢管为面板制备层合管,研究了静态压缩条件下泡沫铝及其层合金属管的变形行为和能量吸收性能.研究表明:由于泡沫铝的填充,钢管的变形方式发生改变,由不对称屈曲转变为轴对称屈曲;层合管的平台区比原来增高、增长,压缩屈服强度由29.61MPa增高至51.62MPa,其吸能性能也...     

不同形状泡沫铝填充多棱柱的吸能研究

通过LS-DYNA模拟分析泡沫铝填充多棱柱的准静态过程。提出柱壳比(R)作为比较具有不同截面形状的泡沫铝填多棱柱的依据。通过重新定义比吸能和比力,实现泡沫铝填充多棱柱吸能性能的定量化分析。研究发现在具有相同柱壳比的条件下,泡沫铝填充四棱柱的吸能效率最高;泡沫铝填充八棱柱的综合吸能性能最优。     

泡沫铝填充金属波纹板耦合增强机理研究

将闭孔泡沫铝填充到空心金属波纹板孔隙当中即可获得泡沫铝填充波纹板结构,对其准静态压缩吸能特性进行实验表征。研究表明,泡沫铝填充波纹板其压缩应力远高于泡沫铝与空心波纹板二者单独压缩应力之和,表现出明显的耦合增强效应,其单位质量峰值抗压缩强度及单位质量能量吸收率(SEA)可分别高达对应空心结构的6.3及14.8倍,即使和泡沫铝相比,其SEA仍可提高50%以上。进一步通过对空心波纹芯体结构的屈曲变形模式研究表明,泡沫铝的填充给予了波纹芯体单元足够强的横向支撑,使其变形模式转变为空心结构难以产生的更加高阶的屈曲变形模式,屈曲波长变短,产生耦合增强效应。     

硅橡胶填充泡沫铝层合管的压缩和吸能性能

采用挤压法在开孔泡沫铝中充填硅橡胶,以硅橡胶填充开孔泡沫铝为芯、铝管和钢管为面板制备层合管,研究了静态压缩条件下充填硅橡胶后泡沫铝及其层合金属管的变形行为和能量吸收性能。研究表明：在泡沫铝中充填硅橡胶后,泡沫铝的平台区比原来增高、增长,其吸能性能也得到提高;由于泡沫铝的充填,钢管的变形方式发生改变,由不对称屈曲转变为轴对称屈曲;充填硅橡胶的泡沫铝层合金属管具有比原来更高的屈曲褶皱载荷,且屈曲褶皱的产生滞后,其吸能性能也得到提高,硅橡胶充填对层合钢管的影响比对层合铝管的影响更明显。     

泡沫铝填充波纹夹芯板面外压缩的三维效应

研究了闭孔泡沫铝板、3种空心波纹铝板和3种用环氧树脂粘接而成的闭孔泡沫铝填充波纹铝板的平面外压缩性能.泡沫填充波纹铝板不仅能显著提高抗压强度和吸能能力,而且力学性能更加稳定.泡沫填充波纹板具有明显的三维压缩效果.铝合金板材强度越小,三维延伸变形越明显.由3种不同强度的铝合金板制成的泡沫铝填充波纹板具有相似的力学性能.成...     

泡沫铝复合零件在汽车轻量化中的应用

在泡沫铝材料性能分析的基础上,讨论了泡沫铝在汽车上的应用形式和主要应用进展,通过分析车身被动安全性对零件结构的设计要求,确立了缓冲杠作为泡沫铝材料填充试制零件,初步制得缓冲杠的复合零件。通过分析泡沫铝对复合结构吸能性和变形模式的影响,提出了泡沫铝填充的缓冲杠复合结构的轻量化应用方向,明确了泡沫铝对实现车体的轻量化的显著性能优势和应用价值。     

泡沫铝填充方铝管的瞬态动力学分析

泡沫铝填充方铝管在高速冲击载荷作用下,由于应力波的传播和惯性效应等的作用,试件并非处于受力平衡的均匀应力状态,上下底面的受力会有很大的差别.采用LS - DYNA研究泡沫铝填充方铝管和泡沫铝柱在30m/s的匀速冲击载荷作用下的瞬态吸能和上下底面的冲量特性,并与准静态模型做比较.研究发现泡沫铝填充方铝管的吸能较准静态提高20.9％,上底面的冲量比下底面高10.4％,下底面的最大峰值力比准静态时仅升高8.8％.     

泡沫铝填充金属波纹夹芯梁弯曲破坏模式研究

为了提高金属波纹结构的承载效率,充分发挥泡沫铝在能量吸收方面的优势,本文设计了泡沫铝填充金属波纹三明治夹芯梁。针对波纹结构各向异性的特点,本文对其横向和纵向两个方向在三点弯曲载荷作用下的力学响应及破坏模式进行了试验研究。研究表明,泡沫铝的填充可以有效改变金属波纹夹芯梁的弯曲破坏模式,其弯曲刚度和峰值载荷均得到了大幅提升。和横向弯曲相比,金属波纹夹芯梁在纵向弯曲时具有更强的承载能力,且泡沫铝填充的增强效果更加显著。纵向弯曲时载荷在达到峰值后并不会突然下降而是呈现出很长的平台区,表现出更强的后屈曲承载能力。     

高温后方形泡沫铝填充钢管轴向压缩力学性能

为了研究高温后泡沫铝填充钢管轴向压缩性能，将制作好试件进行加温，自然冷却后进行静态轴向压缩试验，研究其承载能力和变形情况；分析加温温度、泡沫铝密度等参数对性能的影响。研究表明：在高温后压缩情况下，构件屈曲褶皱波瓣数量增加，其压缩变形模式从对称模式变成了非对称模式；其平均压溃载荷随加温温度的增加而减小，随着泡沫铝相对密度和外围钢管厚度的增大而增大；在平均压溃载荷理论公式中考虑外围钢管与填充的泡沫铝产生交互效应的影响，相关理论公式与试验结果吻合较好。     

泡沫铝填充薄壁铝合金圆管轴向压缩性能的数值模拟

采用ABAQUS软件建立薄壁铝合金圆管及泡沫铝填充薄壁铝合金圆管的有限元模型,对这2种结构的轴向压缩力学行为进行数值模拟,并且与相应的实验结果作对比。结果表明,数值模拟与实验结果基本吻合。依据薄壁铝合金圆管及泡沫铝填充薄壁铝合金圆管的应力应变图,对2种结构的力学性能做对比,发现填充泡沫铝后,层合圆管承受压力的能力大大提高。     

泡沫铝填充结构汽车后保险杠研究

为提高汽车后保险杠的吸能特性,以某一型号轿车的汽车后保险杠为研究对象,设计了泡沫铝填充结构汽车后保险杠,并应用Hyperworks软件建立两种后保险杠结构的有限元模型。以国标中摆锤冲击试验为评价标准,研究了汽车后保险杠的低速碰撞特性,并对其进行比较。结果表明,泡沫铝填充结构的汽车保险杠在提高汽车安全性的方面更具有优越性。     

泡沫铝填充双层金属点阵结构增强效应及吸能特性

通过激光焊接获得3种不同几何构型的双层金属点阵结构,再将闭孔泡沫铝切割后填充到其孔隙当中获得一种新型泡沫铝填充双层金属点阵结构。采用实验和有限元模拟的方法研究其准静态面外压缩载荷作用下的承载能力、吸能特性及机理、变形破坏模式等。结果表明,泡沫铝的填充能够有效改变空心点阵结构的后屈曲行为,提高点阵芯体单元的屈曲稳定性,具有明显的耦合增强效应,表现在承载及能量吸收效率的大幅提升,可达到对应空心结构的10倍以上。     

PCM法制备泡沫铝复合件的研究与展望

介绍了国内外PCM法制备泡沫铝的现状,分析了PCM法制备泡沫铝的工艺以及对发泡填充过程的影响因素,泡沫铝的优良性能以及在各领域的应用。并对PCM法制备复合结构的方法、实现冶金结合的原理及其性能做了介绍。对现存的问题做了归纳。     

闭孔泡沫材料3-D几何建模及力学性能分析

为建立闭孔泡沫金属材料泡孔及其孔壁结构形状数字化模型,提出在Voronoi多面体内填充空心椭球(Hollow Ellipsoid Filled in Voronoi Cell,HEFIVC),并以椭球半轴长度及其方位角为变量、胞体质量最小为目标建立优化模型,迭代模拟闭孔泡沫金属材料中气泡的长大过程,成功构建了不同孔隙率的泡沫铝几何模型。通过拟合确定了HEFIVC模型中最小孔壁厚度与孔隙率间的关系。将具有周期性边界的闭孔泡沫材料HEFIVC几何模型导入MSC.MARC有限元软件,模拟分析了低孔隙率泡沫铝的静态压缩力学性能,通过与泡沫铝压缩实验结果对比,验证了该模型的准确性。     

铸造法泡沫铝制备工艺的研究及散热特性初探

针对国内对泡沫铝制备方法的研究中尚无采用熔模铸造法制备通孔泡沫铝的情况下,进行了本文的研究.在评述泡沫金属性能、用途及制造方法的基础上,本文选用熔模制造法来制备通孔泡沫铝.文章重点分析研究熔模铸造法泡沫铝的制备工艺,在预制型的制备上选用石膏作为耐火材料,同时石膏中加入添加剂与填料,并通过试验确定其配比关系.在吸铸工艺上确定其工艺参数,并成功地制备了通孔泡沫铝.在此基础上对高压渗流法泡沫铝的制备工艺进行了改进,采用溶剂粘结法制备盐预制型,确定溶剂与盐粒子的配比关系,利用真空渗流工艺代替高压渗流工艺制备泡沫铝,简化了制备工艺.文章对泡沫铝的散热性能进行分析、研究.指出泡沫铝具有良好的散热能力.并通过试验证明泡沫铝散热性能与孔隙结构的关系,得出泡沫铝散热性能具有强的结构敏感性.     

泡沫铝/环氧树脂复合材料阻尼性能的研究

采用浸渗法在泡沫铝试件空隙中渗入环氧树脂,运用实验法研究泡沫铝-环氧树脂复合材料的阻尼性能;经过与纯泡沫铝的阻尼性能相比较,得出泡沫铝复合材料的阻尼性能明显高于纯泡沫铝的阻尼性能;明确了泡沫铝/环氧树脂复合材料的阻尼性能、泡沫铝孔隙结构(孔径及相对密度)与振动频率的关系.