文档介绍：太原理工大学
博士学位论文
泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究
姓名:王志华
申请学位级别:博士
专业:固体力学
指导教师:赵隆茂;马宏伟
20051201
泡沫铝合金动态力学性能及其吸能机理的研究摘要表明:正方形孔洞蜂窝材料是正交各向异性的,蜂窝结构的等效弹性参数泡沫金属材料以其独特的结构特征、优异的力学性能、理化性能及吸能特性在汽车、航空航天和铁路等领域具有广阔的应用前景。其性能主要取决于基体材料的性能、相对密度和多孔结构的类型?谆虮湛,此外,其性能还受到孔结构的各向异性和缺陷的影响。泡沫金属材料最主要的用途之一是作为吸能缓冲防护材料,因此其动态力学特性、能量吸收机理以及其应变率效应成为近年来备受关注的研究热点之一。本文以实验为主,结合理论分析和数值模拟,系统研究了两种不同基体材料组成的泡沫铝合金动态压缩力学行为、变形失效机制、吸能特性及其应变率效应,取得了以下成果:⑹状卫镁然砺奂扑懔瞬煌喽悦芏认潞叫慰锥捶湮巡料的等效弹性参数,建立了等效弹性参数与胞元绕坐标系旋转一角度的函数关系,考察了胞壁固体相的力学性能参数对宏观力学性能的影响,并将数值计算结果与已有的理论公式进行了比较和分析。数值计算结果主要由结构的相对密度来确定,对基体材料的泊松比变化并不敏感。在相对密度较小那榭鱿拢珿胶蚄公式与均匀化有限元结果吻合较好,当结构相对密度较大时,须考虑胞棱附近区域由应力集中引起的应力和应变分布的影响。⑼ü圆煌卣鞑问安煌宀牧系呐菽梁辖鸬亩顾跏验,研究了孔径、相对密度和不同基体材料对其压缩力学性能的影响,并借助相关的力学模型对这种影响进行了分析;通过对其微观变形机制的分析,探讨了这种具有不规则孔形状、相对密度较高的开孔泡沫铝合金在静动态下的不同压缩变形机制,结合对微观变形机制的分析结果,太原理工大学博士研究生学位论文
查垦堡三查堂壁主堡塞生堂垡笙塞借助相关的分析模型,分析了该种泡沫铝应变率效应的产生机制,得出泡沫铝合金的应变率效应是由动态条件下微结构变形的惯性效应、微观变形不均匀和变形局部化导致的局部应变率升高、基体材料的应变率效应、泡孔内气体粘性流动、致密化过程中孔边坍塌而相互碰撞以及不同的制备工艺等因素的综合作用结果。⑾低撤治雠菽牧匣撼逦芴匦云拦赖某S梅椒ê螅圆煌Ρ率、不同相对密度、不同基体材料以及不同孔径的泡沫铝合金的能量吸收能力,吸能效率、理想吸能效率和能量吸收图进行了研究。结果表明:泡沫铝合金材料的能量吸收能力主要取决于平台区的高度和长度。⑹状斡τ梅捶治龇ㄖ械姆淳砘际醺隽薙笛樽爸弥胁ǖ杆的传递函数,对实验装置进行了动态标定,完善了数据处理系统,并利用传递函数撕耘菽敛牧隙匦允笛橹胁獾玫牟ㄐ谓辛诵正。校正后的应力一应变曲线其“平台应力”与实验测得的基本相同,而初始动力坍塌强度比实验测得的偏高约プ笥摇⒂τ糜邢拊H砑﨤芯苛瞬煌穸仁约约澳Σ亮Χ耘沫铝材料动态特性的影响,并模拟了的简化开孔泡沫模型的整个冲击变形过程,讨论了泡沫孔径尺寸对其动态力学性能及胞元变形模态的影响。表明泡孔的不均匀对其变形的局部性有一定的影响,但不是决关键词:泡沫铝合金,力学性能,应变率效应,吸能机理,均匀化理论,反分析法,数值模拟定性的因素。
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第一章绪论引言泡沫陶瓷