连续激光的SPSESI法对铝泡沫板瞬态变形的测量

铝泡沫板是一钟新型结构材料,对于它的动态测量,尤其是瞬态性质研究是很需要的。近几年发展的SPSESI法是测量物体变形的一个重要手段,它是利用一张散斑图复合载波技术,在处理上应用Fourier变换和反变换技术就可获取物体的瞬态变形。文章利用这一近代光力学手段,对铝泡沫板在垂直冲击力作用下的瞬态弯曲变形进行了讨论。由于采用了连续激光光源和机械频闪产生脉冲光,不仅简化了分析光路又降低了所用电子仪器的等级。

光纤泡沫铝板施工技术研究与应用

光纤泡沫铝板属于新型材料,凭借自重轻、强度高、隔声效果好、耐火耐高温、易加工切割开孔等优势,受到广泛关注。目前光纤泡沫铝板施工尚无操作规程和技术标准,常规的安装方式难以满足需求。本技术通过采用镶嵌安装工艺,有效解决光纤泡沫铝板安装的难题,保证了光纤泡沫铝板安装的稳定可靠性。

轧制复合-粉末冶金发泡工艺制备泡沫铝夹心板

针对目前泡沫铝夹心板制备工艺中存在的主要问题，将轧制复合技术应用于可发泡复合板的制备，以获得更高的芯层粉末致密度与界面结合强度．研究结果表明，预压成型后的芯层粉体通过轧制过程能够同钢面板实现牢固的初结合，轧后芯层粉末的致密度明显高于热压复合板，粉末颗粒间呈紧密的层片状结构，为发泡过程创造了有利条件．综合考虑界面结合强度、芯层粉末致密度及轧制缺陷等因素，轧制压下率应控制在60％～70％为宜．复合板在适宜的发泡工艺下可以获得理想的泡沫体结构，最佳发泡温度为620～640℃，发泡时间为8-10min．发泡后在界面上生成了厚度均约为10μm的金属间化合物FeAl3及Fe/Al固溶体，无脆性金属间化合物Fe2Al5生成，界面形成了理想的冶金结合．

泡沫铝夹心板芯层泡沫结构的研究

研究了采用轧制复合-粉末冶金发泡法制备的泡沫铝夹心板的生产工艺,探讨了主要工艺条件对芯层泡沫结构的影响,得到了优化的工艺参数。研究结果表明：轧制复合工艺可以使芯层粉末达到很高的致密度,为发泡过程创造了有利条件。轧制复合板适宜的发泡温度为615-620℃,温度过高会导致芯层出现大尺寸连通孔。发泡时间对熔融态泡沫体的凝固过程有显著影响,时间过长会使泡沫层塌陷,发泡温度为620℃时,经4-6min发泡芯层可形成良好的泡沫结构。

轧制复合法制备泡沫铝夹心板发泡预制坯

通过轧制复合过程,获得了具有高致密度芯层特征的发泡预制坯,研究了轧制压下率对粉末致密度及均匀性的影响,分析了粉末层的变形特征。结果表明,轧制过程可以使芯层粉末获得显著高于热压坯的致密度,综合考虑致密度的总体水平及沿宽度方向的均匀性,最佳轧制压下率为65%。在轧制力的作用下,具有不规则表面的芯层粉末相互接触,并产生变形,粉末颗粒表面的凸起部分与基体分离,轧制后大量小尺寸铝合金粉末颗粒富集于粉末颗粒交界区域。

泡沫铝夹心板轧制预制坯的粉末冶金发泡工艺

对采用轧制复合法制备的发泡预制坯的粉末冶金发泡过程进行了研究,确定了制得的泡沫铝夹心板的组织及物相,分析了发泡剂TiH2颗粒尺寸及团聚对发泡效果的影响.研究结果表明:轧制坯充分发泡后,泡壁主要有Al3.21Si0.47,Ti及Ti3O相,Ti和Ti3O颗粒同泡壁结合紧密;预制坯内大尺寸发泡剂TiH2颗粒的周围易形成微裂纹,发泡时裂纹的宽度可扩展至100μm以上,裂纹周围的泡孔发育不良;混料及轧制阶段形成的TiH2团聚导致局部发泡驱动力过大,发泡后芯层内易形成大尺寸泡孔.

泡沫铝芯体夹层板的冲击力学性能研究

研究了不同应变率下泡沫铝夹层板的动态压缩应力-应变响应特性、吸能特性和应变率敏感性.实验结果表明:泡沫铝夹层板的动态应力应变曲线也具有泡沫材料的应力应变曲线的“三阶段”特征.泡沫铝芯体夹层板与泡沫铝相比,具有更高的屈服极限和更好的缓冲吸能特性.

轧制复合对泡沫铝夹心板组织与性能的影响

研究了轧制复合-粉末冶金发泡法制备泡沫铝夹心板的生产工艺,分析了板/芯结合工艺对芯层粉末致密度的影响,探讨了粉末致密度与发泡效果间的关系,初步得到了复合板的发泡机制.研究结果表明:轧制过程使芯层粉末获得了极高的致密度.发泡时,轧制复合板内发泡剂TiH2释放出的H2的流失量很少,发泡驱动力充足,所得到的夹心板很少出现无泡层及大尺寸连通孔等缺陷.芯层粉末内发泡剂的质量分数为1%时,轧制复合板发泡后即可获得理想的泡沫结构,有效降低了产品的生产成本.夹心板具有良好的三点抗弯强度等力学性能.

包套轧制粉末冶金法制备泡沫铝三明治板

以空气雾化的AlSi12合金粉、镁粉和氢化钛粉末为原料,采用包套轧制法成功制备出了泡沫铝三明治板材.利用300 dpi扫描仪、扫描电镜(SEM)和显微硬度仪等检测方法系统比较了复合轧制和包套轧制方法对制备前驱体的宏观形貌和界面结合及其泡孔结构的影响,结果表明:包套轧制可以有效阻止面板材料裂纹的扩展,获得完整的和致密度均匀的预制坯,并能实现面板芯材的有效结合,最终获得泡孔结构完整和均匀的泡沫铝三明治板.

泡沫铝三明治板失效模式的研究

对采用包套轧制工艺及胶粘工艺制备的泡沫铝三明治板进行了准静态三点弯曲实验,分析了材料的变形行为及界面结合强度与失效模式间的关系。研究结果表明,包套轧制法制备的三明治板的极限载荷明显高于胶粘三明治板,具有界面冶金结合特征的泡沫铝三明治板的失效特征体现为剪切失效与面板凹陷共同作用。通过叠加原理修正了相关的模式公式,该模型具有较高的精度,可对预测三明治板极限载荷提供理论依据。

提高泡沫铝板低频吸声性能的实验研究

泡沫铝板后设置一定的空腔深度,可获得在中高频段较宽频带的吸声性能。文章介绍采用在泡沫铝板背面复合薄膜形成复合板吸声结构,可使其低频吸声性能获得较大幅度提升。

悬臂闭孔泡沫铝板的非线性振动实验研究

为了研究闭孔泡沫铝板的非线性振动特性,首先采用电子散斑干涉技术对3个孔隙率相同的悬臂闭孔泡沫铝板共振模态进行了测量,获得了前14阶离面共振激励频率和相应的模态振型,并基于欧拉-伯努利梁模型及1阶弯振频率测量值计算得到闭孔泡沫铝的动态弹性模量.然后对相同孔隙率的闭孔泡沫铝静态单轴压缩力学行为进行了实验研究,测得了其静态压缩弹性模量.实验结果表明:由于闭孔泡沫铝存在大量不规则孔洞结构,导致其振动响应具有明显的非线性,表现为同一振动模态对应于数个谐振激励频率,是典型的超谐振.另外,基于振动分析得到的泡沫铝动态弹性模量是静态压缩弹性模量值的2倍多,这与泡沫铝是拉压双弹性模量材料有关.

泡沫铝芯体夹层板压缩力学性能的试验研究

本文对泡沫铝芯体夹层板材的准静态和动态力学性能进行了试验研究。在SHPB设备上测试了不同冲击速度时的动态压缩响应,为了对比,也测试了静态压缩力学性能。结果表明泡沫铝芯体夹层板准静态和动态压缩过程均具有明显的三阶段特征,即弹性区、屈服平台区和致密区。随着应变率的增加,泡沫铝芯体夹层板的动态屈服强度增加,具有明显的应变率效应。

泡沫铝三明治板冲压成形数值模拟分析

基于塑性力学理论研究了泡沫金属材料的有限元模型,在此基础上利用ABAQUS软件对泡沫铝三明治板弯曲成形过程进行了有限元数值模拟,并分析了泡沫铝三明治板的冲压成形缺陷,数值模拟结果和实验结果保持了良好的一致性。研究成果为泡沫铝三明治板冲压成形缺陷的控制提供了有效的数值模拟方法。

高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板表观变形立体视觉测量

针对高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板表观变形测量需要,研究基于立体视觉的表观变形三维测量方法。选择去均值归一化灰度互相关系数(NCCC)进行区域匹配,通过调整视差范围消除虚假误差,以实现最大最小视差约束;并综合使用5种约束优化视差图。据平行双目立体视觉模型计算三维点云坐标,用Delaunay三角剖分获得表观变形曲面。基于MATLAB平台集成表观变形立体视觉三维测量系统,进行距离测量精度及比较试验证明该方法的有效性及可靠性。用集成系统完成高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板表观变形的三维测量试验。结果表明,重建的三维曲面能准确再现高速冲击荷载作用后泡沫铝夹层板的表观变形,为高速冲击荷载作用后靶标表观变形提供全新的测量方法。

泡沫铝芯体夹层板的抗侵彻性能数值模拟计算

结合试验,采用ANSYS/LS-DYNA非线性动力分析有限元程序对泡沫铝芯体夹层板抗侵彻性能进行了数值模拟计算,主要对子弹、泡沫铝及泡沫铝芯体夹层板的计算模型的选取进行了阐述,并且对计算结果和试验结果存在的误差进行了分析说明。

空爆载荷下功能梯度泡沫铝夹层板动响应数值仿真

[目的]为了提高轻质泡沫铝夹层板的抗爆性能,[方法]通过采用有限元软件AUTODYN,对功能梯度泡沫铝夹层板在空爆载荷作用下的动态响应开展研究。在功能梯度泡沫铝夹层板的芯层高度及重量不变的情况下,分析讨论芯层不同排列顺序对夹层板上、下面板中心处速度、塑性变形和各部件吸能的影响。[结果]结果表明:夹层板上面板中心点处最大速度随迎爆面一侧芯层密度的增大而减小;芯层密度从迎爆面到背爆面依次为高—低—中排列顺序的夹层板的抗爆性能最好;芯层吸收了大部分能量,并且在迎爆面一侧密度小的排列组合其吸能特性最好。[结论]数值分析结果可为泡沫铝夹层板的芯层优化设计提供参考。

船用泡沫铝夹层板在低温下的冲击动态响应研究

泡沫铝夹层板具有良好的动态能量吸收性能,在极地船舶抗冲击防护方面具有巨大的潜在应用前景。文章利用ABAQUS有限元软件,结合准静态拉伸压缩材料试验,建立了船用泡沫铝夹层板的低温动态冲击数值仿真模型,研究了其动态冲击响应与抗冲击性能,并采用Instran 9350落锤冲击试验机对数值仿真模型进行了试验验证。在此基础上,研究了低温和冲击能量对船用泡沫铝夹层板动态冲击响应的影响。结果表明,随着冲击能量的增加,常温和低温条件下船用夹层板的冲击力峰值、最大挠度和最终挠度遵从乘幂增长规律。与常温相比,低温下船用泡沫铝夹层板的面板变形较小,且随着冲击能量的增加,低温的影响更为显著,即船用泡沫铝夹层板在低温下具有更好的抗冲击性能。

泡沫铝芯体夹层板的抗侵彻性能试验研究

本文研究了不同冲击速度下泡沫铝芯体夹层板的动态压缩应力-应变响应特性和抗侵彻性能。试验结果表明:泡沫铝夹层板的动态应力应变曲线也具有泡沫材料的应力应变曲线的"三阶段"特征(elastic region,collapse region and densification region)。泡沫铝芯体夹层板与泡沫铝相比,具有更高的屈服极限和更好的缓冲吸能特性。

冰碰载荷下船用泡沫铝夹层板冲击动力响应研究

文中利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立了楔形冰碰撞载荷下船用泡沫铝夹层板的动态冲击数值仿真模型,并开展了船体板-冰碰撞实验对冰材料模型进行了实验验证,研究了泡沫铝夹层板动态冲击响应.在此基础上,对比分析了冰体撞击和刚体撞击情况下对泡沫铝夹层板动态冲击响应的差异.结果表明:冰体撞击和刚体撞击情况下对泡沫铝夹层板的上面板变形模态出现明显差异.与刚体撞击相比,冰体撞击泡沫铝夹层板由于冰体破碎会导致能量耗散,从而使得泡沫铝夹层板吸收能量和产生的塑性变形都较前者低.最后研究了冰碰速度和芯层厚度对泡沫铝夹层板动态冲击响应的影响规律.