渗流法制备漂珠-泡沫铝复合材料的准静态压缩和吸能特性研究

以AlSil2和漂珠(平均粒径分别为200μm和400μm)为原料,采用渗流法制备出漂珠-泡沫铝复合材料,研究了该材料的压缩性能,发现其压缩曲线和传统泡沫铝相似,并以此为基础计算了材料的吸能能力和吸能率,结果表明该材料的屈服强度为26.53～69.02MPa,最大吸收能量为18.28～24.25MJ/m3最大吸能率在69.9%～87.1%;含小粒径漂珠样品的综合压缩力学性能明显优于舍大粒径漂珠样品.     

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...     

熔体吹气发泡法制备泡沫铝研究

利用熔体吹气发泡法制备出了闭孔泡沫铝,观察了样品的表面形貌,并通过试验测试其力学性能;分析了发泡温度、Al2O3粉末体积分数对泡沫铝制备的工艺影响。试验结果表明：加入的Al2O3粉末必须达到一定的百分比,铝液中通入气体才会产生泡沫,在700℃和720℃时,Al2O3粉末体积分数的临界点分别为4%和6%;泡沫的稳定性随着温度的增高而降低;Al2O3体积分数越大,气体流量越大,泡沫铝孔径越大;但当Al2O3粉末体积分数超过20%时,很难发泡。     

T6热处理工艺对泡沫铝夹芯板压缩性能的影响

已经制备成型的泡沫铝夹芯板无法通过改变界面结合方式、芯层宏观结构等方法来优化性能，可通过热处理来改变泡沫铝芯层的微观结构，从而改善夹芯板的力学性能。本研究采用L₉(3⁴)正交试验探究T6热处理的固溶时间、固溶温度、时效温度、时效时间对泡沫铝夹芯板压缩性能的影响。试验结果表明，固溶温度大于510℃,固溶时间为4 h时会显著改变芯层泡壁的微观结构。最佳的热处理工艺是510℃固溶处理4 h, 165℃时效处理8 h,可使夹芯板坍塌强度提高27%,吸能效率提高22%。本研究的结论可供工业化生产借鉴。     

泡沫铝层合圆管压缩和吸能性能的研究

以泡沫铝为夹芯,不锈钢圆管为面板制备层合圆管,研究了层合圆管在压缩条件下的变形行为和能量吸收性能.研究表明:层合圆管的压缩变形方式与空管相比发生了改变,由不对称变形模式变为轴对称变形模式,其所承受的载荷约为泡沫铝和不锈钢管所承受的载荷之和的1.5倍;层合圆管的载荷一位移曲线平台段锯齿形波动数与形成的曲屈圈数呈现对应关系,样品高度、直径、粘结方式对曲屈圈的形成数目有一定的影响;层合圆管的吸能能力远大于不锈钢圆管和泡沫铝吸收的能量之和,约为后者的1.5～2倍.     

石膏型渗流法制备的开孔泡沫铝的压缩行为研究

本文采用可溶石膏型预制块,通过加压渗流的方法制备了泡沫纯铝、泡沫ZL101合金和泡沫ZL102合金,并通过准静态压缩实验研究了3种不同基体材料的泡沫铝的压缩行为及吸能性能.结果表明:通过石膏型渗流法制备的开孔泡沫铝合金的孔隙率可以达到85％～93.5％;泡沫铝基体材料的力学性能对泡沫铝压缩力学性能有重要影响;泡沫ZL1...     

多层泡沫铝夹芯结构准静态力学性能和吸能特性研究

采用闭孔泡沫铝和铝合金板制备单层夹芯板和六种多层夹芯结构。通过分析胞孔变形模式和宏观变形模式,研究了夹层板和芯层数量对结构准静态压缩力学性能和吸能特性的影响机制。结果表明：夹层板通过调节芯层间应力状态使芯层逐层坍塌,减少了由倾斜变形带的形成和延伸所导致的多芯层同步变形、横向滑动以及两侧滑移,使结构具有更高的坍塌应力、平台应力、单位体积吸能量以及更小的致密应变；芯层数量的增加导致无夹层板结构中变形带的长度和数量增加,从而改变了其宏观变形模式,致使结构两侧滑移现象加剧,同时积累了有夹层板结构中多个芯层中的胞孔缺陷,因此影响了逐层稳定变形,导致致密应变增大,坍塌应力、平台应力和单位体积吸能量减小,致密应变处的吸能效率降低。与其他结构相比,三层泡沫铝夹层板具有最佳的抗压强度和吸能性能。     

有限元模拟在泡沫铝力学性能研究上的应用现状与展望

有限元法是工程领域中应用最广泛的一种数值计算方法,从力学分析问题的角度来看,已在弹性静力学问题、动力学问题、弹塑性与接触力学、蠕变、疲劳与断裂力学、流体力学和热力学等领域得到广泛的应用。泡沫铝材料的力学性能主要包括压缩性能、拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、吸能性等。本文详细叙述了有限元模拟泡沫铝压缩性能的现状及成果,简单介绍了模拟泡沫铝弯曲性能和吸能性的现状和成果,最后针对现状提出了自己的观点和看法。     

合金化对泡沫铝压缩力学行为的影响

采用Si、Mg及Cu元素进行合金化处理，制备了几种不同力学性能的开孔泡沫铝，通过准静态压缩实验研究了合金化对泡沫铝压缩力学性能与吸能特征的影响。实验结果表明，Si、Mg及Cu元素合金化处理能显著改变泡沫铝的应力-应变行为与吸能特征，使泡沫铝的屈服强度提高，吸能性大幅度上升。     

泡沫铝的新型渗流法制备及其压缩性能

在热传计算的基础上,采用锌粒子为前驱体、铝熔体为渗流体,通过氩气渗流制备通孔泡沫铝;对泡沫铝的制备、压缩性能及锌残余量进行研究。结果表明:滑石粉隔热层厚度与渗流时间之间的关系为x2=7.35×10-8τ;优化的渗流工艺如下:渗流温度740℃、锌粒子预热温度220℃、锌粒子直径3 mm;平均孔径为3 mm的泡沫铝的屈服强度随孔隙率的增加而减小;孔隙率为63%和67%的泡沫铝的屈服强度都随孔径的增大而提高;泡沫铝孔隙率从60%提高到71%,锌残余量从11.3%降低到4.5%。     

添加造孔剂法制备开孔泡沫铝及其性能研究

以球形尿素颗粒为造孔剂,采用传统的粉末冶金工艺制备开孔泡沫铝并研究了其性能.结果表明,添加造孔剂法制备的泡沫铝可以任意控制孔隙率及孔径的大小,且孔结构良好,保持了造孔剂的形状;高的烧结温度使泡沫铝的压缩强度提高,但过高的温度将导致孔壁熔化.本试验制成的泡沫铝其压缩曲线和泡沫金属典型压缩曲线相似,且抗压强度和经典理论计算结果一致.     

盐球渗透铸造法制备开孔泡沫铝的孔结构及压缩性能

使用圆盘造粒机制备近球形的NaCl颗粒,并将其用于渗透铸造制备开孔泡沫铝。盐球的平均抗压缩强度为3.9 MPa,在超声波清洗机中可在5 min内完全塌陷。通过控制热压烧结时间为0.5～2 h,热压温度700℃,可制备堆积密度在0.66～0.83 g/cm³的预制体。延长热压烧结时间会使开孔泡沫铝的孔径从0.48 mm增加到1.16 mm,孔隙率从64%增加到82%。压缩实验结果表明,不同孔隙结构下泡沫体的宏观变形特征基本相同,均表现出逐层塌陷的变形特征。此外,泡沫铝的致密化应变值、弹性模量、平台屈服应力和能量吸收能力均随着孔隙率的增加而降低。当孔隙率为64%时,能量吸收能力最大(15.0 MJ·m^-3)。     

电弧熔炼Cr-40Ti-20Nb三元合金的组织与压缩性能

采用真空非自耗电弧熔炼的方法制备了Cr-40Ti-20Nb(原子分数)合金.利用光学显微镜(OM),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)分析了合金不同凝固位置处的相组成和组织形态.结果表明,合金的凝固组织主要是由Laves相Cr2(Nb,Ti)枝晶组织及丁i的固溶体组成.同时对合金的显微硬度和压缩性能进行了测试,显微硬度值在6 112～7 350MPa之间,比Laves相Cr2Nb的显微硬度低20％.另外室温压缩屈服强度可达1 334-1 524 MPa,与采用多种合金化元素的Cr-12Nb-4Re-2Al合金相当,这表明Ti元素的添加不仅可以改变Laves相Cr2Nhb合金的凝固组织,而且对其塑性也有很大程度的改善.     

Compressive and energy absorption properties of closed-cell magnesium foams

The quasi-static compressive mechanical behavior and deformation mechanism of closed-cell magnesium foams were studied, and the effects of the density of magnesium foams on the compressive and energy absorption properties were also discussed. The results show that the compressive process of closed-cell magnesium foams is characterized by three deformation stages: linear elastic stage, collapsing stage and densification stage. At the linear elastic stage, the peak compressive strength (σ ₀) and Young’s modulus (E ₀) increase as the density increases. Magnesium foams can absorb energy at the collapsing stage. In a certain strain range, the energy absorption capacity also increases as the density of magnesium foams increases.     

Al-Mg-Si多胞截面型材准静态轴向压缩

将Al-Mg-Si合金型材在180℃条件下分别时效30~540 min,采用WAW-E600型微机控制电液伺服万能试验机研究不同时效状态的铝合金型材在准静态压缩条件下的变形模式与吸能性能。结果表明:随时效时间的延长,Al-Mg-Si型材的压缩变形模式由金刚石模式逐渐转变为手风琴模式,型材吸能性能提高;在180℃时效540min时,型材变形完全转变为手风琴模式,其吸能性能较未时效型材的提高99%。通过在型材上端侧壁开孔可降低第一峰值载荷7%~12%,并影响型材的变形模式,开孔后型材变形模式均为混合模式或手风琴模式,该转变提高了型材变形的稳定性。对于原变形模式为金刚石模式的试样,开设诱导孔后,试样变形名义载荷增加,吸能性能提高;原变形模式为混合模式与手风琴模式的试样,开设诱导孔后,吸能性能降低。     

2519铝合金热压缩变形流变应力行为

在 Gleeble- 15 0 0热模拟机上对 2 5 19铝合金进行等温热压缩实验 ,变形温度为 30 0～ 5 0 0℃ ,应变速率为0 .0 5～ 2 5 s- 1 ,研究其热压缩变形的流变应力行为。结果表明 :2 5 19铝合金真应力 -应变曲线在低应变速率 (ε<2 5 s- 1 )条件下 ,流变应力开始随应变增加而增大 ,达到峰值后趋于平稳 ,表现出动态回复特征 ;而在高应变速率 (ε≥ 2 5 s- 1 )条件下 ,应力出现锯齿波动达到峰值后逐渐下降 ,表现出不连续再结晶特征。在用 Arrhenius方程描述 2 5 19铝合金热变形行为时 ,其变形激活能 Q为 16 7.81k J/ mol     

工艺因素对PCM法制备泡沫铝孔结构的影响

介绍了Al粉球磨时间、Mg粉添加量、TiH2的氧化时间三个工艺因素的交互作用对PCM法制备泡沫铝孔结构的影响。得出影响试验结果的首要因素是TiH2的氧化时间,其次是Al粉球磨时间、Mg粉添加量。当TiH2的氧化时间为10 min、Al粉球磨时间为85min、Mg粉添加量为0.5%时,得到的泡沫铝试样孔隙率为84.2%,平均当量圆直径为1.901 mm,平均圆形度为0.754。