泡沫铝芯体夹层板压缩力学性能的试验研究

本文对泡沫铝芯体夹层板材的准静态和动态力学性能进行了试验研究.在SHPB设备上测试了不同冲击速度时的动态压缩响应,为了对比,也测试了静态压缩力学性能.结果表明泡沫铝芯体夹层板准静态和动态压缩过程均具有明显的三阶段特征.即弹性区、屈服平台区和致密区.随着应变率的增加,泡沫铝芯体夹层板的动态屈服强度增加,具有明显的应变率效应.     

开孔泡沫Al-10%Mg合金的动态压缩行为的研究

用Hopkinson压杆实验装置对开孔结构的泡沫Al—10％Mg合金进行了动态压缩实验，在应变率为准静态、800s^-1和2000s^-1条件下测量了动态和准静态压缩应力—应变曲线，研究了这种铝合金泡沫的动态压缩行为，并分析了其应变率效应。结果表明：在动态和准静态压缩下，泡沫Al—10％Mg合金的压缩σ—ε曲线均表现出弹性变形段、平缓段和紧实段三阶段特征；泡沫Al—10％Mg合金具有明显的应变率敏感性，随应变速率的提高，相同应变量下的流动应力上升。     

采用改进的SHPB方法对闭孔泡沫铝的动态压缩性能的研究

采用改进的分离式霍普金森压杆,分别对长度为10、16mm的闭孔泡沫铝试件在不同应变率下进行了动态压缩试验,得出了相应的应力-应变曲线,分析了应变率对闭孔泡沫铝的变形、应力以及能量吸收性能的影响.结果表明:在340～1350s-1下,两组试件均未能完全压实,动态压缩应力-应变曲线只存在弹性区和屈服平台区,缺少致密区;闭孔泡沫铝的变形、应力以及能量吸收性能均有明显的应变率效应.     

应变率和相对密度对泡沫SiCp/ZL104压缩性能的影响

对采用熔体发泡法制备的泡沫5%(体积分数,下同)SiCp/ZL104复合材料进行了准静态和动态压缩性能的测试和分析.结果表明:无论是动态下压缩还是准静态下压缩,泡沫5%SiCp/ZL104复合材料的应力-应变曲线都呈现出典型的3个阶段:线弹性段、平台段和致密段;屈服应力对应变率很敏感,使得应变率增加时,屈服应力增加,且有应变硬化现象发生;随着相对密度的增大,泡沫5%SiCp/ZL104复合材料的动态屈服应力和流动应力与准静态载荷相比显著增加.     

真空渗流法制备泡沫铝及其动态力学性能的研究

以真空渗流法制备陶瓷中空球泡沫铝,研究了应变率对吸能量和吸能效率的影响、相对密度对屈服强度的影响,并与普通泡沫铝进行比较。结果表明,工艺简单可行,所制备的泡沫铝的动态压缩应力-应变曲线只有弹性变形区和塑性变形区;随应变率的增大,屈服强度和吸能效率变化规律不明显,吸能量增大;随相对密度的增大,屈服强度增大,吸能量增大,吸能效率也增大;动态压缩时两种泡沫铝的吸能效率均较高,最大吸能效率大于0.9,是良好的吸能材料。     

闭孔泡沫铝力学性能的尺寸效应研究

进行具有不同尺寸的闭孔泡沫铝试件的准静态单轴压缩试验,获得了名义压缩应力-应变曲线。实验结果表明,闭孔泡沫铝的力学性能具有较为明显的尺寸效应。当厚度不变时,闭孔泡沫铝的屈服应力会随着压缩横截面的增大而有所提高;当压缩横截面不变时,闭孔泡沫铝的屈服应力先是随着试件厚度的增大而减小,然后趋向稳定。最后,对造成尺寸效应现象的相关机理进行了解释。     

开孔泡沫铝动态力学行为的有限元分析

通过建立部分开孔单胞模型,并运用ANSYS/LS-DYNA软件对开孔泡沫铝的动态力学行为进行有限元分析。结果表明:无论是中、低应变率还是高应变率,开孔泡沫铝的屈服强度和流动应力对应变率存在敏感性。开孔泡沫铝的应变率效应受孔隙率影响,随着孔隙率的增加,开孔泡沫铝的应变率效应明显降低。在动态载荷下,开孔泡沫铝呈现三种不同的变形模式。     

应变率对泡沫Al-Mg合金压缩性能的影响

在应变率分别为10^-3s^-1,600s^-1和1600s^-1条件下对开孔泡沫Al-Mg合金进行了压缩试验，测量了不同应变率下材料的压缩应力．应变(σ-ε)曲线，研究了应变率的变化对这种Al合金泡沫的压缩性能和吸能性的影响。试验结果表明：这种开孔结构的泡沫Al-Mg合金具有明显的应变率效应，随应变率的提高，其屈服强度和流动应力升高；因此，与静态下相比，动态压缩下的吸能性上升，而对应的应力也随之提高。     

Si3N4p/Al复合材料动态压缩性能研究

采用无压浸渗的方法制备了陶瓷(Si3N4p)含量为34.4%、46.3%和51.4%的3种Si3N4p/Al复合材料,应用分离式霍普金森压杆装置测试了复合材料在不同应变率下的动态压缩性能,并与准静态压缩性能进行了比较.分析了应变速率和陶瓷含量对复合材料动态性能的影响规律,探讨了复合材料微观组织特征对复合材料动态性能的影响机制.研究结果表明,Si3N4p/Al复合材料的动态压缩强度高于准静态压缩强度;在动态压缩过程中,高应变率载荷导致复合材料铝合金基体中具有高位错累积速率和较高的温升,因而复合材料动态压缩响应表现为"应变率硬化"效应和"热软化"效应的耦合.复合材料的动态压缩强度随着陶瓷含量增加而增加;热软化效应则随陶瓷含量增加、铝合金变形能力下降而相应减弱.     

无压浸渗制备Si3N4/Al-AlN复合材料的动态性能

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对无压浸渗制备的Si3N4/Al-AlN复合材料进行不同应变速率下的动态压缩实验,并与准静态压缩实验相比较;利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了复合材料的相组成和断口形貌.结果表明:Si3N4/Al-AlN复合材料的准静态压缩强度和断裂应变均高于动态压缩,分别达到1 748MPa和10.87%;在动态压缩中,当应变率从740提高到1 850,压缩强度稍有提高,断裂应变则增大1倍,达到7.6%,具有明显的应变率效应.准静态压缩中复合材料发生粉碎性解体而动态压缩中主要为劈裂,断裂面平整;微观断裂机制为解理脆断和韧性撕裂,随着应变率增加,断口上韧性撕裂形貌增加.复合材料内Si3N4与Al-Mg合金熔体的置换反应产物AlN相的大量存在是复合材料在高应变率冲击压缩载荷下显现由脆至韧转变的重要原因.     

Effects of heat treatment on dynamic compressive properties and energy absorption characteristics of open-cell aluminum alloy foams

1 Introduction In the past few years, there has been a considerable increase in using metal foams for lightmass structural components and energy absorption parts for their wide plateau in the compressive stress-strain curve[1-3]. It has been shown that, e…     

Effects of cell size on compressive properties of aluminum foam

1 Introduction Metal foams are a relatively new class of structural materials and offer a variety of applications in fields such as lightmass construction or crash energy management. In view of potential applications, the mechanical properties of foamed m…     

Damping capacity and compressive characteristic in some aluminum foams

1　INTRODUCTIONMetallicfoams ,especiallyaluminumalloyfoamsaresuper lightmetalsexhibitingunique propertiessuchashighenergyabsorptionandhighdampingca pacity .So ,theyarebelievedtohavegreatpotentialforapplicationsinmanyaspects ,forexample ,theap plicationinenergyabsorptionandvibrationdamping .Therefore ,theirmechanicalpropertieshaveattractedaconsiderableattentioninrecentyears .Anumberofworksonthecompressivebehavioroffoamedalu minumanditsalloyhaverevealedthatthedeforma tionbehaviorofaluminumf…     

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。     

Alternative starting materials for the production of aluminum foam by the powder metallurgical process

In the past it has already been proven that aluminum foam is a construction material appropriate for numerous applications. Especially in domains such as machine tool manufacturing and vehicle construction the combination of lightweight design and vibration damping is of great importance and aluminum foam can unfold its full potential. The widespread use of aluminum foam is still hampered by the high production costs resulting from the expensive production process and starting materials. The present work focuses on studies of alternative, cheaper starting materials. The results of current investigations follow the idea that aluminum chips may be successfully used as base material instead of atomized powders, without negatively influencing the macroscopic foam structure. It could also be proven that good foaming rates can be achieved with calcium carbonate as foaming agent for aluminum. That's why already in the near future, it will be possible to use recycling materials like aluminum chips in the series production of aluminum foams by the powder metallurgical process (PM process). Since sorted aluminum chips cost less than 1 €/kg, and calcium carbonate costs only a fraction of titanium hydride, a distinct price reduction for aluminum foam, and the lowering of the inhibition threshold for its application should be possible. Further studies are required to examine the static and dynamic properties of the foams and to compare them with conventional aluminum foams.     

用旋转圆柱电极研究碱性溶液中添加剂对铝阳极电化学行为的影响

为了提高铝阳极活化性能以及降低腐蚀,用旋转圆柱电极和电化学方法研究了在4 mol/L NaOH溶液中传统添加剂Na2SnO3、含氟阴离子表面活性添加剂F1以及两者的复合添加剂在静态和动态情况下对铝合金阳极电化学行为的影响.结果表明:Na2SnO3在静态下对提高铝阳极活化及抑制铝阳极腐蚀均作用明显,但在动态下作用减弱;F1在动、静态条件下对抑制析氢效果明显;复合添加剂在动态条件下能够有效抑制铝阳极的腐蚀和提高其活化性能.     

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...     

Compressive properties of aluminum foams by gas injection method

The compressive properties of aluminum foams by gas injection method are investigated under both quasi-static and dynamic compressive loads in this paper.The experimental results indicate that the defo...