泡沫铝冲击吸能器被动冲击隔离技术试验研究

针对舰船及其设备在服役期间必然要面对接触爆炸、非接触爆炸以及舰船自身武器发射等带来的冲击问题。文章参照德国BV043/73标准,试验研究一种基于泡沫铝冲击吸能器的被动冲击隔离技术,得出泡沫铝冲击吸能器的应用能有效消除设备的二次冲击和其工程应用是现实可行的结论,为其应用提供重要的指导基础。     

泡沫铝冲击吸能器参数的优化设计

对泡沫铝冲击吸能器的安装方式进行设计与简化,在此基础上建立泡沫铝冲击吸能器的数学模型,利用MATLAB优化工具箱对泡沫铝冲击吸能器的数学模型进行优化求解,得出优化后吸能元件的参数。研究表明,优化设计后吸能器的吸能能力和稳定性得到了提高,优化后结构的比吸能也明显高于优化前,优化效果十分显著。优化设计可为设计和开发泡沫铝吸能器质优产品,提供可靠实用的借鉴和可行的理论依据。     

泡沫铝在冲击安全防护中的应用

对泡沫铝冲击吸能器工程设计提出了可行性方案并对其厚度进行了理论设计,举出设计实例,运用有限元法进行仿真检验;结果证明,理论设计与仿真结果是相一致的,设计方法为吸能器的选材与设计提供了依据。     

轴向冲击作用下泡沫铝填充圆管吸能特性研究

基于金属圆管移动塑性铰理论,建立一种考虑偏心率效应和相互作用效应的泡沫铝填充圆管轴向冲击移动塑性铰分析模型,利用LS-DYNA软件对填充结构进行冲击仿真试验.结果表明,移动塑性铰模型和静态塑性铰模型相比,移动塑性铰模型计算的理论结果与仿真结果具有更好的一致性.泡沫铝填充圆管的平均压溃载荷与偏心率m有关,m存在最优值,冲击速度越大,m的最优值也越大.受轴向冲击载荷压溃时,泡沫铝与圆管之间存在明显的相互作用效应,在分析吸能特性时应加以考虑.     

闭孔泡沫铝的力学性能和吸能能力

在闭孔泡沫铝准静态压缩试验的基础上,研究了其力学性能、吸能能力。结果表明,闭孔泡沫铝单轴压缩应力-应变曲线呈现线弹性变形、塑性平台阶段、致密化阶段3个阶段;闭孔泡沫铝的压缩强度、吸能能力随着孔隙率的增大而减小,采用Gibson-Ashby模型分析闭孔泡沫铝的压缩屈服强度,吻合良好。并在此基础上,提出可供工程使用的多孔泡沫金属吸能能力公式,为其工程应用提供理论支持。     

泡沫铝填充薄壁金属管结构冲击吸能特性研究

目的 为了研究静动态加载下泡沫铝填充薄壁金属管结构吸能特性随泡沫铝密度的变化规律。方法利用材料试验机对3种不同密度的泡沫铝填充薄壁金属管结构进行准静态压缩,利用Taylor–Hopkinson实验装置对相同结构进行动态压缩实验,基于电测和光测法获得结构的静动态压缩载荷位移曲线,对载荷位移曲线进行积分得到结构的静动态吸能特性。结果 准静态压缩下,随着泡沫铝密度的增加,泡沫铝填充薄壁管结构能量吸收能力近似成指数增加。动态压缩下,结构能量吸收能力随泡沫铝密度增加先保持不变后增加。结论 准静态压缩下,在薄壁金属管中添加泡沫铝能明显增加泡沫铝填充薄壁金属管结构能量吸收能力,但在动态压缩下,低密度泡沫铝的添加无益于增加结构的能量吸收能力,为增加薄壁金属管的吸能能力需要求泡沫铝的密度超过一定值。     

泡沫铝力学性能与吸能特性研究进展

综述了泡沫铝的力学性能与吸能特性近些年来的研究成果。首先,对泡沫铝力学性能实验测量方法与技术进行了介绍,重点对泡沫铝动态压缩力学性能的实验测量技术进行了分析和总结。其次,对应变率、相对密度、孔径和胞孔结构等影响泡沫铝力学性能的相关研究成果进行了分析。最后,对泡沫铝吸能特性及其工程应用进行了分析和展望。     

泡沫铝-聚氨酯复合材料力学及吸能性能分析

目的 研究泡沫铝相对密度、孔径对泡沫铝-聚氨酯复合材料准静态压缩力学性能、吸能性能、吸能效率和理想吸能效率的影响。方法 将制备的泡沫铝-聚氨酯复合材料试样在万能材料试验机上进行准静态压缩试验,得出对应的应力-应变曲线,由应力-应变曲线分析材料的吸能性能、吸能效率、理想吸能效率。结果 当泡沫铝孔径一定,泡沫铝相对密度由0.350提升至0.384时,泡沫铝-聚氨酯复合材料屈服强度提升了4.38 MPa,而最大吸能效率由0.29下降至0.27,准静态压缩性能有所提高。当泡沫铝相对密度一定,泡沫铝孔径由5 mm增加至9 mm时,泡沫铝-聚氨酯复合材料屈服强度提升了6.16 MPa,而最大吸能效率由0.25升高到0.27,准静态压缩性能有所提高。结论 当进行准静态压缩时,泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩性能随相对密度的增大而增大,随孔径的增大而增大;泡沫铝-聚氨酯复合材料的吸能性能随相对密度的增大而增大,随孔径的增大而增大;泡沫铝-聚氨酯复合材料的最大吸能效率随相对密度的增大而减小,随孔径的增大变化微小。     

泡沫铝填充薄壁金属管塑性变形缓冲器吸能特性的试验研究

摘要：通过试验方法研究了泡沫铝填充薄壁金属管塑性变形缓冲器在准静态作用下的吸能特性。首先,进行了泡沫铝,薄壁金属管塑性变形缓冲器及泡沫铝填充薄壁金属管塑性变形缓冲器的轴向压缩试验。然后,根据试验结果,对泡沫铝填充薄壁金属管塑性变形缓冲器的吸能特性进行了分析,并与独立的泡沫铝及薄壁金属管塑性变形缓冲器的吸能特性进行了比较。结果表明,泡沫铝填充薄壁金属管塑性变形缓冲器的吸能特性有了很大的提高。在吸收的能量一定时,泡沫铝填充结构能够减少吸能结构所需要的体积与质量。     

泡沫铝相对密度对泡沫铝-聚氨酯复合材料吸能性能的影响

目的通过准静态压缩试验研究泡沫铝-聚氨酯复合材料(AF-PU)的压缩性能,并利用试验数据探究泡沫铝(AF)相对密度对整体材料吸能性能的影响规律。方法首先使用相关仪器和材料制备AF-PU复合材料,其次用相关仪器对其进行准静态压缩试验。结果 AF-PU复合材料通过相关仪器进行准静态压缩试验,计算得到相对应的应力-应变曲线,同时通过计算得到相对应的吸能-应变曲线。当泡沫铝相对密度从5.6%增加到6.7%时,整体复合材料的屈服强度提升了22.18%。在压缩过程中,当复合材料的压缩应变为0.8时,整体复合材料的总吸能增加了70.08%。结论 AF-PU复合材料的吸能性能随着AF相对密度的增加而增强。     

应力波在泡沫铝夹层三明治板中传播规律的数值研究

根据 Gibson 理论模型确定出泡沫铝的力学参数,设计出不同密度组合的5种数值计算模型,利用非线性动力学程序 LS-DYNA 研究了爆炸载荷作用下,应力波在泡沫铝夹层三明治板中的传播规律。对其缓冲吸能、衰减应力波特性进行对比分析。研究结果表明：由 Gibson 理论模型确定出的泡沫铝力学参数,在 CrushableFoam 本构模型中能够较好地反映应力波在不同介质界面间的反射与透射情况,与弹性波理论吻合度较高。在总体密度相同的情况下,H-M-S 梯度结构对爆炸冲击波具有更好的缓冲效果。其对应力波的持续削弱能力和爆炸冲击能量的持续吸收能力都要强于其他结构。     

新型泡沫铝制备工艺研究

泡沫金属是近几年发展起来的一种新型结构功能材料。利用粉末冶金法制备的泡沫铝，其相对密度为0.2-0.6，平均孔径为25mm，孔隙率为40%-85%。分析讨论了试验工艺条件和工艺参数如混料条件，铝坯压缩条件以及发泡中的加热温度，加热速度和保温时间等对泡沫铝形成的影响。     

冲击波在泡沫铝中的传播和衰减特性

用平面冲击波实验对相对密度为0.396的开孔泡沫铝的冲击波压缩特性进行了研究,采用PVDF传感器技术测量并分析了泡沫铝中的冲击波应力波形及其传播速度.在泡沫铝样品中不同位置处记录的应力波形显示随着在泡沫铝中传播距离的增加,冲击波应力峰值迅速衰减,归一化的冲击波应力峰值随传播距离呈指数关系变化,另外,冲击波的传播速度也随距离的增加而呈线性关系减慢.     

闭孔泡沫铝压缩性能研究

闭孔泡沫铝作为一种新型多孔金属材料,被应用于各个领域,但其压缩力学性能受到孔隙率、孔洞结构参数、相对密度及材料基本力学性能等的影响,因此针对某闭孔泡沫铝企业研究出的一款新型产品,在确定其相关参数后进行10组试样的压缩力学试验,确定其应力-应变曲线,分析各段曲线意义和产生机理,并针对其特有的压缩力学性能,研究在外力作用下的吸能表现,为该型号的闭孔泡沫铝材料在各个行业中的应用提供技术支持和参考依据。     

保险杆低速碰撞性能仿真研究

在低速碰撞中,保险杠对车身的安全防护作用是不容忽视的,这就需要对保险杆的耐撞性要有一个准确的评估,按照欧洲ECE R42法规要求,建立保险杠有限元普适性模型,并对其进行非线性模拟分析,得出增强保险杆耐撞性的规律.     

泡沫铝填充汽车车架的抗振性研究

为探讨满足汽车自身轻量化、环保、舒适和安全方向发展需要的新途径,以某汽车为例,初步设计了泡沫铝填充结构车架,并应用有限元分析软件ANSYS对其进行了静态与动态分析。结果表明,该新型结构车架在满足自身性能要求下,其动态特性明显提高,从而抗振性得到提高。     

闭孔泡沫铝声屏障设计

为改变高速路两侧噪声污染严重,为设计性能更加优越的公路声屏障,结合沈阳市东西快速干道高架桥声屏障建设的工程要求,设计闭孔泡沫铝材的吸声共振型声屏障。使用噪声频谱分析仪实地测量噪声污染情况,利用驻波管法测试打孔闭孔泡沫铝板的吸声系数值。设计的声屏障主要吸声结构为密度0.3 g/cm3,厚度10 mm,打孔率3%的闭孔泡沫铝吸声板,背后设置30 mm厚空腔,其吸声特性为：吸声主频率为300~400 Hz,对500 Hz以下的低频噪声吸声率可达到60 %~90 %。     

泡沫铝冶金连接及其界面结构与力学性能研究

以Zn-10Al合金作为粘结合金,采用功率超声辅助的热浸镀法进行泡沫铝板的冶金连接,采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察接头组织及界面结构,采用X射线能谱仪(EDS)测定界面处元素分布,对样品进行拉伸实验和摆锤冲击实验,并与无功率超声辅助样品和胶接样品比较。功率超声辅助冶金接头密实连续,Zn、Al元素相互扩散,在界面处连续分布;无功率超声辅助接头中存在大量气孔等缺陷。功率超声辅助冶金接头的拉伸性能和冲击性能均优于无功率超声辅助接头和胶接接头。在功率超声辅助下进行连接时,其空化作用和声流能较彻底地破除泡沫铝基体表面的氧化膜,同时能够促进组织均匀化、去气除杂,有利于形成良好的冶金结合和致密的冶金接头。