填充泡沫鋁多層鋁管動(dòng)態(tài)壓潰吸能特性

泡沫鋁填充方鋁管在高速?zèng)_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(huì)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?zèng)_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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)靜態(tài)時(shí)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(duì)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(wú)規(guī)入射(混響法)吸聲性能作了分析,還對(duì)吸水及表面吸附灰塵對(duì)吸聲性能的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)30%，至 4013萬(wàn)cgt。首爾shinyoung證劵研究院umkyeong-ah 預(yù)測(cè)“年底和年初相比，新造船價(jià)格將會(huì)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(jìn)出口形勢(shì)。 全球造船行業(yè)已經(jīng)觸底的情緒擴(kuò)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?yàn)樾掠唵味懈嘈睦碡?fù) 擔(dān)。因此，造船業(yè)樂(lè)觀地看待今年的新訂單量，認(rèn)為 和去年相比將增加近30%。積極預(yù)測(cè)的原因之一是船舶 融資市場(chǎng)已經(jīng)再次被激活，這證明新造船市場(chǎng)的全面 復(fù)蘇。 2010年下半年船舶融資市場(chǎng)出現(xiàn)復(fù)蘇跡象，自雷曼 沖擊以來(lái)，2010年第三季度全球船舶融資總額達(dá)到最 高，比第二季度增加三倍。至此，長(zhǎng)期凍結(jié)的船舶融 資市場(chǎng)開(kāi)始快速?gòu)?fù)蘇。大多數(shù)船舶融資人士預(yù)測(cè)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(lái)越受到人們關(guān)注,逐漸將在汽車(chē)、航空等領(lǐng)域得到運(yùn)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(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了闡述性分析。

用實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(guò)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(xiàn),并進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)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(duì)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(jī)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(jìn)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(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn),并與傳統(tǒng)方法制備的泡沫鋁以及填充方管進(jìn)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(duì)3榀中心支撐框架進(jìn)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(duì)框架整體滯回性能的影響。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)所得的p-δ滯回曲線(xiàn)和骨架曲線(xiàn)進(jìn)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(xiàn)飽滿(mǎn),沒(méi)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(duì)泡沫鋁填充鋼管試件,采用錘擊試驗(yàn)法進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)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(duì)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(kāi)孔泡沫鋁的鋼管試件提高最為明顯。

對(duì)泡沫填充空心方鋁管進(jìn)行軸向撞擊粉碎試驗(yàn)。此外,為獲得更多有關(guān)撞擊過(guò)程的信息,也對(duì)試驗(yàn)進(jìn)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(dá)到吸收最多能量的目的,在方矩形管的優(yōu)化設(shè)計(jì)中采用了多元設(shè)計(jì)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(jì)目標(biāo)。前期研究表明,使用高密度蜂窩材料填充會(huì)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(jìn)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(duì)泡沫填充空心方鋁管進(jìn)行軸向撞擊粉碎試驗(yàn)。此外，為獲得更多有關(guān)撞擊過(guò)程的信息，也對(duì)試驗(yàn)進(jìn)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(dá)到吸收最多能量的目的，在方矩形管的優(yōu)化設(shè)計(jì)中采用了多元設(shè)計(jì)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(jì)目標(biāo)。前期研究表明，使用高密度蜂窩材料填充會(huì)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(jìn)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(shí)間對(duì)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(duì)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(dá)到很高的致密度,為發(fā)泡過(guò)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(guò)高會(huì)導(dǎo)致芯層出現(xiàn)大尺寸連通孔。發(fā)泡時(shí)間對(duì)熔融態(tài)泡沫體的凝固過(guò)程有顯著影響,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使泡沫層塌陷,發(fā)泡溫度為620℃時(shí),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(yàn)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(jì)了鋁板-泡沫鋁夾芯復(fù)合材料板,采用shpb設(shè)備,測(cè)試了不同子彈沖擊速度下純鋁板和泡沫鋁夾芯板的動(dòng)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(guò)程中有明顯的波幅衰減現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鋁板-泡沫鋁夾芯板相對(duì)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(dòng)態(tài)剛性-線(xiàn)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(dòng)量守恒方程及剛體的運(yùn)動(dòng)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(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力yi、激波波速cp、沖擊初始應(yīng)變?chǔ)舏之間的如下關(guān)系式:xs=exp-ρ0cpvil0(y)=e(σxp1i-y)=exp(-ρ0c2pεiy)(a)采用taylor-hopkinson裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),當(dāng)直接測(cè)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(zhǎng)l0及激波在泡沫鋁桿中消失長(zhǎng)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(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)。最后通過(guò)與泡沫鋁準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)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(qiáng)度較低的缺點(diǎn);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(guò)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(zhǎng)扁孔為特征,主要是長(zhǎng)扁孔的形成與擴(kuò)展。通過(guò)對(duì)泡沫鋁芯材在不同的工藝參數(shù)下進(jìn)行發(fā)泡得出通過(guò)本實(shí)驗(yàn)的最佳混料時(shí)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(shí)間在8~10min。

對(duì)幾種泡沫鋁夾芯方管結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)靜態(tài)軸壓性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(qiáng)。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(shí)研究了內(nèi)管管壁及材料強(qiáng)度對(duì)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(qiáng)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(duì)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(jìn)行研究。結(jié)果表明:未設(shè)置背腔時(shí),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(shí)可使降噪系數(shù)超過(guò)0.42,比原始狀態(tài)泡沫鋁不設(shè)置背腔時(shí)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(guò)程中被打開(kāi)的小開(kāi)口等因素的影響。

應(yīng)用分離式霍普金壓桿(shpb)技術(shù),對(duì)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(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了研究,并對(duì)不同應(yīng)變率下泡沫鋁芯體的鋼夾芯板動(dòng)態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試分析。在實(shí)驗(yàn)中,分別采用入射波形整形技術(shù)和半導(dǎo)體應(yīng)變片測(cè)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(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)。從測(cè)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(chē)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(shí)由于能源價(jià)格的上漲和環(huán)境污染的加劇,要求汽車(chē)降低能耗和尾氣排放。這就需要一種密度小、比強(qiáng)度高、不燃燒并能夠降低噪聲的材料。很多材料能夠滿(mǎn)足其中的一、兩項(xiàng)要求,但往