中孔隙率通孔多孔铝合金的压缩性能研究

在采用复模铸造工艺制备孔径3.5~4.0 mm、孔隙率65.8%~87.3%的通孔多孔铝合金基础上,通过单轴压缩试验,研究通孔多孔铝合金的压缩性能和吸能能力。通孔多孔铝合金单轴压缩应力应变曲线,呈现线弹性变形、塑性平台段和压缩紧实阶段3个阶段。通孔泡沫铝合金的压缩屈服强度、吸能能力随孔隙率增大而减小,通孔多孔铝合金的压缩屈服强度与Gibson-Ashby的模型拟合结果吻合。     

基于真实结构的多孔铝缓冲吸能研究

基于真实结构的多孔铝材料,提出了随机胞孔投放算法与材料属性识别算法,并根据结构特点建立了具有随机胞孔大小、随机胞孔分布及随机壁厚的数值计算模型。利用现有实验数据对数值计算模型进行了准静态压缩及动态压缩验证,然后分析了冲击速度、胞孔随机分布、均匀壁厚和随机壁厚对闭孔多孔铝材料缓冲吸能的影响。结果表明,所建立三维细观模型在准静态及动态压缩下的结果与实验数据趋势一致,在准静态下空气对闭孔多孔铝的力学性能影响可忽略。闭孔多孔铝的缓冲吸能能力受冲击速度和壁厚的影响较明显,受胞孔随机分布的影响很小。     

通孔泡沫铝的制备方法和性能

通孔泡沫铝具有特殊的力学和物理性能,兼具结构材料和功能材料的特性,是一种具有多用途的新型多孔材料.详细介绍了目前通孔泡沫铝的主要制备方法,比较了各制备方法的优缺点,简单论述了孔隙率及孔径对泡沫铝压缩性能的影响,分析了材料性能和制备方法的相关性.     

热处理对多孔铝合金压缩吸能性能的影响

采用渗流铸造工艺 ,制备了Al Si系多孔铝合金 ,讨论了其压缩变形特征及能量吸收性能 ,分别对ZL10 1、ZL111两种多孔铝合金进行T6热处理 ,研究了热处理对这两种多孔铝合金压缩吸能性能的影响。研究结果表明 ,热处理能够提高多孔铝合金的能量吸收能力 ,对屈服强度及能量吸收效率也有显著的影响 ,为提高多孔铝合金的压缩性能 ,应尽可能施行热处理     

不同温度下闭孔泡沫铝压缩性能研究

为了探讨不同温度下闭孔泡沫铝压缩性能,将不同孔隙率泡沫铝在-30℃到800℃的温度范围内进行处理,对处理后的试件进行静态压缩试验,分析加温温度对闭孔泡沫铝的力学性能影响.通过试验表明,不同温度处理的泡沫铝的压缩应力应变曲线与常温条件下相同,具有明显的线弹性阶段、屈服平台阶段和强化阶段;当温度低于600℃时,泡沫铝性能变...     

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.     

塑性中孔隙率通孔多孔铝的压缩性能研究

在采用熔模铸造工艺制备孔径d=2.5~3.5mm和d=3.8~4.3mm,孔隙率P=56.8%~86.6%的通孔多孔铝基础上,通过单轴压缩试验,研究通孔多孔铝的压缩性能和吸能能力。通孔多孔铝单轴压缩应力应变曲线,呈现线弹性变形、塑性平台段、压缩紧实阶段3个阶段;通孔泡沫铝的压缩屈服强度、吸能能力随着孔隙率增大而减小,采用Gibson-Ashby的模型拟合通孔多孔铝的压缩屈服强度。     

泡沫铝基多孔金属复合材料吸波性能

采用雷达截面法研究表面涂覆吸波涂料的泡沫铝复合材料的吸波性能,讨论电磁波频率和吸波涂料种类对材料吸波性能的影响。结果表明,材料的吸波性能随频率的增加而增加;表面涂覆磁介质型吸波涂料的泡沫铝复合材料的吸波性能较佳,在12.0-18.0 GHz频段内样品CFe的吸波性能最好,而在26.5-40.0 GHz频段内样品CNi′的吸波性能最好。     

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。     

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%。     

HD+SPS多孔镁的制备及其组织性能研究

利用氢化脱氢(HD)+放电等离子烧结(SPS)工艺制备了多孔镁块体材料,研究了不同MgH₂含量下多孔镁孔隙率、孔结构及压缩和吸能性能。结果表明,HD+SPS法制备的总孔隙率分别为7.5%和17.8%的多孔镁,且其孔径尺寸细小,内部组织均匀;孔隙率为17.8%的多孔镁具有相对较低的压缩屈服强度43 MPa,单位体积吸能较高,为34.04 MJ/m³,最大能量吸收效率为1.42。17.8%孔隙率的多孔镁压缩应力-应变曲线较7.5%孔隙率的多孔镁有相对较低的屈服强度及较长的应力平台阶段,在能量吸收材料应用上更具优势。     

高比强多孔铝合金中空层合圆管的压缩性能

研制了高比强多孔铝合金中空层合圆管,测试了层合圆管的压缩应力-应变曲线,并研究了其性能.结果表明:层合圆管的压缩形变过程经历3个阶段,即线弹性阶段、屈服平台阶段和紧实阶段;紧实应变可用多孔铝合金的紧实应变表示;由应力-应变曲线计算出层合圆管的能量吸收性能,发现其吸收能量超过铝合金空管和中空多孔铝合金吸收能量之和;同时其吸能效率高于60%.     

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.     

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。     

小孔径泡沫铝的制备及压缩性能研究

在常规熔体发泡法基础上,采用添加0.5%Mg(质量分数,下同)以降低表面张力;发泡剂400 ℃,6 h+500℃,1 h氧化预处理以协调发泡剂分散均匀性与发泡过程关系;发泡搅拌60s以破碎初始气泡等措施,成功制备出了平均孔径1.3 mm、孔隙率70.5%、结构均匀的小孔径泡沫铝.泡沫铝及Al-9Si泡沫的压缩性能分析表明,随平均孔径减小,泡沫铝的屈服强度、致密化应变和能量吸收能力均明显提高,泡沫铝压缩性能随孔径减小而提高,与泡沫铝的孔结构因素及孔结构均匀性有关.     

泡沫铝透气性能的研究

研究了泡沫铝的气体透过性能。试验结果表明其透气系数远大于一般吵型透气系数,并且受孔径和孔隙率的影响,增加孔径和孔隙率有利于增加透气系数。     

蜂窝铝材料的铸造工艺和压缩性能研究

通过数值模拟的方法对孔径尺寸分别为10、8、6 mm的3种蜂窝铝试样进行铸造工艺和压缩性能的模拟分析,并通过压缩性能测试对模拟结果进行验证。采用ProCAST软件对蜂窝铝的浇注过程进行数值模拟分析,对铸造工艺进行优化改进。采用ABAQUS软件分析孔径尺寸对蜂窝铝材料压缩性能的影响,并通过实验加以验证。结果表明:蜂窝铝材料压缩曲线共包括3个部分:弹性变形区、平台区和密实化区。随着孔径尺寸的减小,蜂窝铝材料抗压性能增强。孔径尺寸越大,蜂窝铝材料在弹性变形区和受力平台区停留的时间越长。     

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。     

渗流法制备膨胀珍珠岩-泡沫铝复合材料的准静态压缩和弯曲性能研究

以膨胀珍珠岩和铝硅合金（AlSi12）为原料,采用渗流法制备膨胀珍珠岩-泡沫铝复合材料,研究该材料的压缩和弯曲性能,并在此基础上计算材料的吸能能力和吸能率。结果表明：该材料的抗压强度为26.21~29.60MPa,抗弯强度为22.16~34.83 MPa,最大吸收能量为23.06~34.31 MJ/m3,最大吸能率72.8%~77.2%;小粒径（2 mm）膨胀珍珠岩样品的综合力学性能优于大粒径（3 mm）膨胀珍珠岩样品。     

熔体注气法与熔体发泡法制备泡沫铝的压缩性能研究

比较研究了熔体注气法与熔体发泡方法制备的闭孔泡沫铝性能和组织结构。压缩试验表明,相同密度下,熔体发泡法制备的泡沫铝性能优于熔体注气法。相应的SEM观察表明,熔体注气法制备的泡沫铝泡孔表现为多面体形状,SiC颗粒密度高,泡孔壁薄、褶皱多。冶金组织复杂,氧化明显,表现出明显的脆性。熔体发泡法制备的泡沫铝孔洞形状为球形,孔壁较厚,泡壁相对平整、结构完整。因孔洞结构和组织结构差异导致2种方法制备的泡沫铝材料压缩性能差异明显。