基于Al片叠层的复合圆形蜂窝铝的压缩性能研究

通过在规则排列的圆形蜂窝铝的不同层之间插入Al片形成叠层圆形蜂窝结构,并采用真空烧结的方式制备出3种具有高冶金结合程度的蜂窝铝样品(HC1、HC2、HC3)。在此基础上对3种HC结构进行面内方向的准静态压缩实验,同时采用ABAQUS有限元方法对HC结构的面内变形行为进行分析。结果表明:Al片的添加对蜂窝起到了明显的横向约束作用并且抑制了鼓形膨胀,避免了形成X型局部剪切带。在力学性能方面,HC2和HC3的比吸能高于HC1,分别达到7.041J/g和7.048J/g;而HC1具有较长的应力平台长度,达到0.675。此外,有限元分析结果与实验结果高度吻合,变形行为相同,证实了有限元模型的准确性。

组合蜂窝结构的面内压缩及吸能性能

针对一种新型组合蜂窝结构(SCCH)开展研究,该结构将方形管与圆形管进行组合,充分发挥了圆形管的吸能优势和方形管的变形优势。通过试验与有限元仿真,对比了SCCH结构与传统圆形蜂窝结构(CH)在面内压缩的力学性能和不同应变时的变形行为。结果表明,SCCH结构的总吸能为0.198kJ、平均压缩力为5.50kN、初始峰值压缩力为6.80kN、比吸能值为6.22kJ/kg,均优于CH结构。此外,SCCH结构的比吸能明显高于其他常见的蜂窝结构,具有优异力学性能和吸能性能的SCCH结构,可为设计具有高吸能能力的蜂窝结构提供有益借鉴和设计基础。

异质夹层板强化泡沫铝填充管的压缩性能研究

提出同时采用钢、铝、碳纤维板作为泡沫铝芯体的夹层板,充分利用钢、铝、碳纤维板各自的性能优势,设计和制备了钢-铝-碳纤维板异质夹层板协同填充泡沫铝填充管的新结构,并分析了此结构的力学性能以及不同应变下的失效形式。而后将其与空管、纯泡沫铝填充管、单一材质夹层板填充结构进行了对比。结果表明,异质夹层板强化泡沫铝填充管结构的总吸能、平均压缩力、峰值压缩力、压缩效率、载荷波动度的值分别为26.56×103k J/m3、47.81kN、87.49k N、54.65%、0.20,均优于其他结构。基于有限元分析平台ABAQUS对不同结构进行了有限元仿真,模拟新型结构在准静态压缩时夹层板的变形行为,并验证了新型复合结构的吸能性能。