填充泡沫鋁多層鋁管動態(tài)壓潰吸能特性

泡沫鋁填充方鋁管在高速沖擊載荷作用下,由于應(yīng)力波的傳播和慣性效應(yīng)等的作用,試件并非處于受力平衡的均勻應(yīng)力狀態(tài),上下底面的受力會有很大的差別。采用ls-dyna研究泡沫鋁填充方鋁管和泡沫鋁柱在30m/s的勻速沖擊載荷作用下的瞬態(tài)吸能和上下底面的沖量特性,并與準靜態(tài)模型做比較。研究發(fā)現(xiàn)泡沫鋁填充方鋁管的吸能較準靜態(tài)提高20.9%,上底面的沖量比下底面高10.4%,下底面的最大峰值力比準靜態(tài)時僅升高8.8%。

泡沫鋁吸聲板是一種新型吸聲材料,具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能及耐候性能,適用范圍廣泛。介紹泡沫鋁吸聲板的物理力學(xué)性能、吸聲性能及其應(yīng)用。主要對厚度為8mm的毛坯板、表面裝飾噴涂板以及后背貼一層鋁箔的復(fù)合板的無規(guī)入射(混響法)吸聲性能作了分析,還對吸水及表面吸附灰塵對吸聲性能的影響進行了實驗性研究。

2011年將增加30%新船訂單 2011年的新造船訂單和2010年相比增長30%，至 4013萬cgt。首爾shinyoung證劵研究院umkyeong-ah 預(yù)測“年底和年初相比，新造船價格將會增加10%”。 需求最大的船型可能是集裝箱船，多虧了全球良好的 進出口形勢。 全球造船行業(yè)已經(jīng)觸底的情緒擴散，自從2008年大 幅下降后，新造船的需求不斷提高。隨著造船需求逐 漸增加，全球船公司不再因為新訂單而有更多心理負 擔(dān)。因此，造船業(yè)樂觀地看待今年的新訂單量，認為 和去年相比將增加近30%。積極預(yù)測的原因之一是船舶 融資市場已經(jīng)再次被激活，這證明新造船市場的全面 復(fù)蘇。 2010年下半年船舶融資市場出現(xiàn)復(fù)蘇跡象，自雷曼 沖擊以來，2010年第三季度全球船舶融資總額達到最 高，比第二季度增加三倍。至此，長期凍結(jié)的船舶融 資市場開始快速復(fù)蘇。大多數(shù)船舶融資人士預(yù)測前

泡沫鋁因其低密度、高比剛度、緩沖抗震等優(yōu)良特性,越來越受到人們關(guān)注,逐漸將在汽車、航空等領(lǐng)域得到運用。本文介紹了泡沫鋁及泡沫鋁夾心板的幾種主要制備工藝,并對其優(yōu)缺點進行了闡述性分析。

用實驗方法研究了三種不同管壁厚度、兩種跨徑的泡沫鋁合金填充圓管的三點彎曲力學(xué)性能,得到了泡沫鋁合金填充管結(jié)構(gòu)承載過程中的三種變形模式,即壓入、壓入彎曲和管壁下緣拉裂破壞。給出了空管和泡沫鋁合金填充管的載荷位移曲線,并進行了比較。實驗發(fā)現(xiàn)泡沫鋁合金填充管結(jié)構(gòu)的承載能力隨泡沫鋁合金密度的增大而增大,但破壞應(yīng)變則隨之減小。結(jié)構(gòu)承載力的相對提高量隨著管壁厚度的減小和跨徑的增大而增大。此外,分析了泡沫鋁合金提高填充管結(jié)構(gòu)承載能力的機理。泡沫鋁合金填充使管壁壓入量和管截面抗彎剛度的損失顯著減小,從而提高了結(jié)構(gòu)的抗彎能力。

采用先進孔形態(tài)(apm)泡沫鋁單元為芯體材料,以方形鋁管為面板材料制備了復(fù)合方管,然后進行準靜態(tài)壓縮試驗,并與傳統(tǒng)方法制備的泡沫鋁以及填充方管進行了比較。結(jié)果表明:apm泡沫鋁單元與傳統(tǒng)泡沫鋁、apm泡沫鋁單元填充方管與傳統(tǒng)泡沫鋁填充方管的壓縮性能差別不大;apm泡沫鋁單元與鋁方管的相互作用顯著提高了填充方管的壓縮性能,并改變了其壓縮變形方式,可用于制備復(fù)雜結(jié)構(gòu)的泡沫鋁夾層結(jié)構(gòu)材料。

對3榀中心支撐框架進行了滯回性能研究,其中2榀框架的支撐部分填充了泡沫鋁材料,主要考察支撐填充泡沫鋁后對框架整體滯回性能的影響。通過對試驗所得的p-δ滯回曲線和骨架曲線進行分析,表明:支撐部分填充泡沫鋁后,框架整體承載能力提高,支撐的屈曲破壞滯后甚至不出現(xiàn)屈曲,滯回曲線飽滿,沒有發(fā)生明顯的捏縮現(xiàn)象。本文研究的框架具有良好的滯回性能和耗能能力。

針對泡沫鋁填充鋼管試件,采用錘擊試驗法進行模態(tài)參數(shù)識別,得出試件的前4階模態(tài)阻尼比,采用最小二乘法確定構(gòu)件的比例阻尼系數(shù),與空鋼管試件對比,填充泡沫鋁的鋼管試件在模態(tài)阻尼比和比例阻尼系數(shù)上都有顯著的提高。其中,填充開孔泡沫鋁的鋼管試件提高最為明顯。

對泡沫填充空心方鋁管進行軸向撞擊粉碎試驗。此外,為獲得更多有關(guān)撞擊過程的信息,也對試驗進行了有限元模擬分析。為找到更有效輕便的撞擊減震器,并達到吸收最多能量的目的,在方矩形管的優(yōu)化設(shè)計中采用了多元設(shè)計優(yōu)化方法(mdo)。基于管的最佳幾何尺寸考慮將具有最輕重量并且吸收能量最多作為設(shè)計目標。前期研究表明,使用高密度蜂窩材料填充會使管吸收更多能量,但重量不是最輕[zareihr,krgerm.optimumhoney-combfilledcrashabsorberdesign.materdes2007,29:193-204]。因此,為了解采用不同密度的泡沫填充管的撞擊性能,進行了全面的研究,。采用mdo方法尋找一種優(yōu)化填充管,使其吸收的能量與最優(yōu)空心管吸收的能量一樣多。

對泡沫填充空心方鋁管進行軸向撞擊粉碎試驗。此外，為獲得更多有關(guān)撞擊過程的信息，也對試驗進行了有限元模擬分析。為找到更有效輕便的撞擊減震器，并達到吸收最多能量的目的，在方矩形管的優(yōu)化設(shè)計中采用了多元設(shè)計優(yōu)化方法（mdo）?；诠艿淖罴褞缀纬叽缈紤]將具有最輕重量并且吸收能量最多作為設(shè)計目標。前期研究表明，使用高密度蜂窩材料填充會使管吸收更多能量，但重量不是最輕[zareihr，krogerm．optimumhoney-combfilledcrashabsorberdesign．materdes2007，29：193-204]。因此，為了解采用不同密度的泡沫填充管的撞擊性能，進行了全面的研究，。采用mdo方法尋找一種優(yōu)化填充管，使其吸收的能量與最優(yōu)空心管吸收的能量一樣多。

泡沫鋁夾心板芯層泡沫結(jié)構(gòu)的研究

介紹了熔體發(fā)泡法制備泡沫鋁的工藝方法,分析了增粘劑加入量、tih2加入量和保溫發(fā)泡時間對泡沫孔結(jié)構(gòu)的影響,得出了制備具有均勻孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁的工藝參數(shù)。

研究了采用軋制復(fù)合-粉末冶金發(fā)泡法制備的泡沫鋁夾心板的生產(chǎn)工藝,探討了主要工藝條件對芯層泡沫結(jié)構(gòu)的影響,得到了優(yōu)化的工藝參數(shù)。研究結(jié)果表明:軋制復(fù)合工藝可以使芯層粉末達到很高的致密度,為發(fā)泡過程創(chuàng)造了有利條件。軋制復(fù)合板適宜的發(fā)泡溫度為615~620℃,溫度過高會導(dǎo)致芯層出現(xiàn)大尺寸連通孔。發(fā)泡時間對熔融態(tài)泡沫體的凝固過程有顯著影響,時間過長會使泡沫層塌陷,發(fā)泡溫度為620℃時,經(jīng)4~6min發(fā)泡芯層可形成良好的泡沫結(jié)構(gòu)。

在閉孔泡沫鋁合金壓縮試驗的基礎(chǔ)上,研究了其壓縮力學(xué)性能和吸能能力,提出可供工程使用的多孔泡沫金屬吸能能力公式,為其工程應(yīng)用提供理論支持。

本文研究了鋁板-泡沫鋁夾芯板的抗侵徹性能。設(shè)計了鋁板-泡沫鋁夾芯復(fù)合材料板,采用shpb設(shè)備,測試了不同子彈沖擊速度下純鋁板和泡沫鋁夾芯板的動態(tài)響應(yīng),并研究了其破壞形態(tài)。結(jié)果表明應(yīng)力波在純鋁板中的傳播與在鋁板-泡沫鋁夾芯板中的傳播有很大差異,由于泡沫鋁的粘性效應(yīng)使應(yīng)力波在傳播過程中有明顯的波幅衰減現(xiàn)象。實驗結(jié)果表明,鋁板-泡沫鋁夾芯板相對于純鋁板具有不同的破壞形態(tài)。由于鋁板-泡沫鋁夾芯板的特殊結(jié)構(gòu)和性能,使其具有良好的抗侵徹性能。

基于泡沫材料的動態(tài)剛性-線性硬化塑性-剛性卸載(d-r-lhp-r)模型,結(jié)合連續(xù)性方程,動量守恒方程及剛體的運動方程,得到了激波在泡沫材料中的量綱一消失位置xs/l0和動態(tài)屈服應(yīng)力yi、激波波速cp、沖擊初始應(yīng)變εi之間的如下關(guān)系式:xs=exp-ρ0cpvil0(y)=e(σxp1i-y)=exp(-ρ0c2pεiy)(a)采用taylor-hopkinson裝置進行實驗,當直接測得泡沫鋁試樣密度ρ0、邊界初始應(yīng)力σi、初始打擊速度vi、泡沫鋁桿原長l0及激波在泡沫鋁桿中消失長度xs后,利用方程式(a)可反演求得d-r-lhp-r模型下的泡沫鋁動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變曲線。最后通過與泡沫鋁準靜態(tài)實驗數(shù)據(jù)對比,表明該泡沫鋁是應(yīng)變率敏感性材料。

泡沫鋁夾芯板不僅克服了單一泡沫鋁材料強度較低的缺點;而且還具有泡沫鋁材料的諸多特殊性能,是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ牟牧现?。通過復(fù)合軋制的方法制備了冶金結(jié)合的界面的泡沫鋁夾芯板。研究表明,早期發(fā)泡的孔隙主要以橫向方向長扁孔為特征,主要是長扁孔的形成與擴展。通過對泡沫鋁芯材在不同的工藝參數(shù)下進行發(fā)泡得出通過本實驗的最佳混料時間為2h,軋制壓下率為60%~70%,發(fā)泡溫度在620~630℃之間,發(fā)泡時間在8~10min。

對幾種泡沫鋁夾芯方管結(jié)構(gòu)的準靜態(tài)軸壓性能進行了實驗研究。結(jié)果表明,較空管及泡沫鋁夾芯單管結(jié)構(gòu),泡沫鋁夾芯雙管結(jié)構(gòu)的承載能力及能量吸收效率明顯得到增強。雙管夾芯結(jié)構(gòu)中外管撕裂模式的結(jié)構(gòu)行程利用率和能量吸收效率高于相應(yīng)的外管周期折疊模式。而泡沫鋁四角填充方式提高了雙管夾芯結(jié)構(gòu)相同變形模式下的能量吸收效率和結(jié)構(gòu)變形的穩(wěn)定性。同時研究了內(nèi)管管壁及材料強度對泡沫鋁夾芯雙管結(jié)構(gòu)的影響。隨著內(nèi)管壁厚增大,雙管夾芯結(jié)構(gòu)的能量吸收效率提高,而內(nèi)管材料強度影響不明顯。

泡沫鋁生產(chǎn)技術(shù)課件

利用熔體發(fā)泡技術(shù)制備不同孔徑和氣孔率的泡沫鋁,對不同氣孔率的原始狀態(tài)泡沫鋁以及孔徑為1.1mm的穿孔泡沫鋁的吸聲性能進行研究。結(jié)果表明:未設(shè)置背腔時,原始狀態(tài)泡沫鋁的吸聲性能不高,設(shè)置背腔后,由于泡沫鋁中所含通透結(jié)構(gòu)的作用,泡沫鋁的吸聲性能明顯提高;穿孔泡沫鋁的穿孔率在0.5%～1.0%范圍,設(shè)置60～80mm背腔時可使降噪系數(shù)超過0.42,比原始狀態(tài)泡沫鋁不設(shè)置背腔時的降噪系數(shù)高2倍左右;穿孔泡沫鋁設(shè)置背腔后的吸聲特性符合helmholtz共振吸聲的規(guī)律,但受到穿孔結(jié)構(gòu)、泡沫鋁原本存在的缺陷組成的通透結(jié)構(gòu)和氣泡孔在穿孔過程中被打開的小開口等因素的影響。

應(yīng)用分離式霍普金壓桿(shpb)技術(shù),對閉孔泡沫鋁、單面粘貼鋼板的泡沫鋁和泡沫鋁芯體的鋼夾芯板動態(tài)性能進行了研究,并對不同應(yīng)變率下泡沫鋁芯體的鋼夾芯板動態(tài)力學(xué)性能進行了測試分析。在實驗中,分別采用入射波形整形技術(shù)和半導(dǎo)體應(yīng)變片測試技術(shù),得到了較好的入射波和透射波,并給出了泡沫鋁夾芯板的動態(tài)應(yīng)力應(yīng)變曲線。從測試結(jié)果中可以看出泡沫鋁夾芯板性能優(yōu)越,具有"三階段"特征和應(yīng)變率效應(yīng)。

汽車工業(yè)的發(fā)展需要為旅客提供更高的安全性、舒適性,同時由于能源價格的上漲和環(huán)境污染的加劇,要求汽車降低能耗和尾氣排放。這就需要一種密度小、比強度高、不燃燒并能夠降低噪聲的材料。很多材料能夠滿足其中的一、兩項要求,但往