泡沫铝复合结构的制备研究进展与展望

泡沫铝是一种含有大量孔洞的多功能多孔金属材料,具备减震吸能、电磁屏蔽、隔热、阻尼、降噪等特性。由于其力学性能和耐腐蚀性能较差,研究人员多以密实金属材料作为面板或外壁提升泡沫铝的综合性能。泡沫铝夹芯板结构和泡沫铝填充管结构作为泡沫铝复合结构的两种形式,具有显著的吸能特性与结构强度。现如今,泡沫铝复合结构因生产效率低、产品尺寸小、界面结合强度差以及制备成本高等问题,其快速发展与行业推广受到了限制。首先综述了有关泡沫铝复合结构的制备方法,包括泡沫铝夹芯板结构的胶粘连接、螺栓连接、焊接连接及粉末冶金连接等方法,泡沫铝填充管结构的原位制备法和非原位制备法,并在此基础上介绍了泡沫铝复合结构的力学性能以及不同制备方法的局限性。最后,简要分析了泡沫铝复合结构在土木工程领域应用的可行性,并对其进行了总结与展望。

泡沫铝复合结构隔声性能的仿真和实验研究

泡沫铝材料在交通运输、航天和建筑隔声等方面具有广阔的应用前景,然而单层泡沫铝其内部孔径和孔隙率不同严重影响了材料的隔声效果。构造两种复合结构,分别采用COMSOL软件仿真和实验室阻抗管测试两种手段对隔声性能进行了研究,结果表明:泡沫铝-玻璃纤维吸音棉复合结构在低频和中高频的隔声性能有一定的改进,而对于泡沫铝-三聚氰胺海绵复合结构,其隔声性能在各个频段均得到了极大提升,平均隔声量提升了将近6.8dB。

泡沫铝复合结构的应力波防护性能研究

为研究泡沫铝复合结构对应力波的防护能力,利用传统和改进的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对不同相对密度及不同厚度组合的泡沫铝-铝板复合结构进行冲击试验。研究结果表明:泡沫铝作为夹层,可使入射波分多次传到背板,延迟应力波到达时间,降低了应力波强度。随着泡沫铝夹层厚度的增加,应力波衰减效果明显。泡沫铝-铝板复合结构作为面板,应力波的加载方式发生变化,上升沿得到改善,脉冲宽度增大,最大应力幅值降低,同时吸收大量冲击能,是一种良好的应力波防护材料。增大复合结构中泡沫铝厚度,应力波的上升沿时间延长、斜率减小,应力幅值降低,但脉冲宽度变化不大;铝板厚度对应力波传播影响较小。随着泡沫铝相对密度的增加,经泡沫铝-铝板复合结构作用后,应力波的上升斜率减小,最大应力幅值降低,但脉冲宽度和上升沿时间不变。

泡沫铝复合结构汽车B柱设计及其性能分析

为探索提高汽车的侧碰安全性及整车轻质性、环保性和舒适性的新途径,以某轿车B柱为原型,以轻量化为约束条件设计了泡沫铝复合结构汽车B柱;应用有限元仿真分析方法对两种汽车B柱的静态特性、动态特性和侧碰安全性进行研究,并将结果进行对比分析.结果表明:泡沫铝复合结构汽车B柱在满足静态性能要求的基础上,可以有效地提高汽车的轻质性,动态性和侧碰安全性,可作为提高汽车环保性、安全性和舒适性的新途径.

泡沫铝复合结构的制备和研究现状

泡沫铝复合结构是由致密金属外壳和泡沫铝芯通过各种连接方法结合而成。连接方法主要有物理结合(如胶粘法、扩散法)与化学结合(如自蔓延法)等。泡沫铝复合结构不仅具有泡沫铝的吸能性、阻热性等,又兼备致密材料的强度和韧性。本文介绍了泡沫铝复合结构的结合方式和性能特点,阐述了国内外对泡沫铝复合结构的应用及研究现状,并对泡沫铝国内外市场进行分析及未来发展的预测。

泡沫铝及其复合结构的制备和应用现状

泡沫铝因具有低密度、高比刚度、缓冲、减震等诸多优良特性而引起了人们越来越多的关注,并且逐渐在汽车、航空等领域得到广泛运用。泡沫铝复合结构是由泡沫铝芯与外层的致密金属通过各种连接方式所组成,其形状各异且具有比单纯泡沫铝更加优异的性能。综述了国内外泡沫铝及其复合结构的应用现状,讨论了其制备方法并对其发展前景进行了展望。

冲击波和破片群联合作用下高强聚乙烯/泡沫铝夹芯复合结构毁伤响应特性

为提高舰船在冲击波和破片群联合作用下抗毁伤能力,提出一种新型高强聚乙烯/泡沫铝夹芯复合结构,旨在采用TNT炸药和预制破片的方式开展其在联合作用下毁伤响应的数值研究。基于有限元软件LS-DYNA,模拟结构在冲击波和破片群联合作用下的动态响应过程,与典型工况的实验结果对比验证数值模型的可靠性。在此基础上,分析特征点的速度与加速度响应以及能量吸收特性,获得结构的毁伤响应特征,进一步探讨面板厚度配置对结构失效模式和塑性变形的影响。结果表明:夹芯复合结构加速度时程曲线中破片和上面板中心点加速度均存在两个明显的峰值,分别是由于破片撞击强度较大的上面板和高强聚乙烯芯层所引起;上面板和泡沫铝在复合结构整体塑性耗散功中占主导;等质量条件下,上下面板等厚的配置在上面板对于破片的速度衰减能力减弱不大情况下,下面板具有足够强的抗弯能力,使得下面板塑性变形最小,具有最优的抗联合毁伤性能。

泡沫铝吸能特性及其复合结构在轿车防撞杆上的应用研究

为了使汽车可实现质量轻、能量低、安全性能强的要求,在制造汽车的部件时,采用新型的结构与材料。在汽车侧面被碰撞时,为了更好提高安全性能,将泡沫铝应用到车门的防撞杆上。提出泡沫铝复合结构,进行实验和有限元的大量分析。对含有泡沫铝复合结构的防撞杆与传统含有泡沫铝的防撞杆进行比较。结果表明:含有泡沫铝复合结构的防撞杆具有质量轻、吸能大的优点,更能满足于汽车的发展要求,会有更好的发展前景。

泡沫铝复合板低频吸声性能实验分析与研究

泡沫铝是一种新型的吸声材料,在中高频具有良好的吸声效果,研究采用泡沫铝复合板来提高其低频吸声性能。研究表明,泡沫铝复合结构具有较好的低频吸声性能,在500 Hz-1 KHz吸声系数提高较大。通过在材料一侧添加可以背衬进一步提高其吸声系数,在空腔厚度为30 mm时复合板的吸声系数最好,在频率400 Hz附近出现吸声峰值0.82。