泡沫铝夹心板静态三点弯曲变形行为及力学性能

采用焊接方法制备了泡沫铝夹心板,通过对制备出的泡沫铝夹心板进行三点弯曲实验,测量其整体的抗弯特性.应用数字图像相关方法计算了弯曲过程中试样表面的全场变形响应,结合对载荷-位移曲线的分析,讨论了2种不同孔结构夹心板的变形行为.结果表明:由于夹心材料结构上的不同,导致其破坏方式的不同;以闭孔泡沫铝为夹心的夹心板弯曲吸能比夹心为开孔泡沫铝的多,而开孔泡沫铝夹心板的弯曲刚度则更高些,这对泡沫铝夹心板的设计及工程应用具有实际指导意义.

泡沫铝夹心排爆罐抗爆性能试验研究

排爆罐作为常用的公共安全防护装备,其结构的抗爆性能、机动性等指标对安全保障起到决定性作用。目前国内常用排爆罐结构笨重,质量较大,抗爆性能较差。为研制一种新型便携式轻质高抗力排爆罐,制作泡沫铝夹心排爆罐模型,与国内既有排爆罐模型开展相同装药量条件下的抗爆性能对比试验。对结构中应力波的衰减特性进行了分析,探讨了影响排爆罐抗爆性能的核心因素。比较表明,泡沫铝夹心排爆罐抗爆性能远优于传统排爆罐。

泡沫铝芯三明治板的粉末冶金制备及其板/芯界面研究

采用粉末冶金发泡法制备了Fe Al Fe、Ti Al Ti泡沫铝芯三明治结构 ,研究了泡沫铝芯的膨胀规律 ,分析了面板与泡沫铝芯的冶金结合过程 ,提出了微观结合机制。试验发现 ,结合界面由扩散反应形成的金属间化合物以及冷却得到的凝固组织两部分组成 ,从而形成良好的冶金结合。

厚面板泡沫铝层合梁的弯曲模型与数值模拟研究

由于泡沫铝层合板具有轻质、高比刚度和减振吸能等优良的力学特性和物理特性,因此得到了广泛研究。但对表层厚度与夹芯厚度相近甚至超过夹芯厚度的厚面板层合结构的力学性能研究却很少。本文在层合梁弯曲理论的基础上,通过对层合梁微元的受力分析,建立了层合梁的力平衡方程和层板之间的变形协调方程,求出了厚面板层合梁的正应力和剪应力的表达式,并通过有限元分析结果进行了验证。结果表明,应力值的大小,还是应力的分布,解析法与有限元法的计算结果都十分接近。

铝面板PMI泡沫芯夹层梁弹性弯曲的二维模型

将面板PMI泡沫芯夹层梁的弯曲问题按平面应力问题研究,采用弹性理论建立了铝面板PMI泡沫芯夹层梁弯曲变形的微分方程,利用奇异函数把作用在梁上的外载荷表示为分布载荷,推导出了铝面板PMI泡沫芯夹层梁弯曲变形时的挠曲线表达式.采用该方法对面板PMI泡沫芯夹层梁弯曲挠度进行计算,将求得的计算结果与有限元法结果及实验数据进行对比,发现该方法求得的梁中点挠度更接近实验值,这说明该方法可靠的.该方法给出了铝面板PMI泡沫芯夹层梁弯曲时的挠度计算通式,而且梁中点挠度计算公式的表达形式也较为简便,可方便工程设计人员在工程实际中推广应用.

用胶量对PMI泡沫/铝合金夹层复合材料滚筒剥离强度的影响

针对聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫/铝合金夹层结构复合材料的真空袋压成型工艺,研究了双组分环氧胶黏剂不同用胶量对复合材料滚筒剥离强度的影响,并通过仿真计算模拟了不同用胶量下复合材料的剥离性能。实验结果和仿真分析结果均表明:在用胶量500~1100 g/m^(2)的范围内,产品的用胶量越多,则复合材料的滚筒剥离强度越高,用胶量与滚筒剥离强度呈现较好的线性关系。

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。

核厚对铝泡沫夹芯板抗弯性能的影响

研究了在4点弯曲工况下,铝泡沫核心/热塑性复合材料面层构成的夹芯板的核心厚度对变形机制的影响。通过全过程应力分析和观察,得出不同核厚下一系列的失效机制。各个样本厚度对应不同失效区域均可观察到高应变集中。相对薄的样本表面出现折皱和破裂现象,一些核也会碎裂,相对厚的样本的失效取决于核的凹陷。增加表面厚度可以避免核的凹陷,否则,可以观察到关键的核被剪碎。

泡沫铝三明治预制坯变形行为及复杂结构制备

利用粉末包套轧制法制备出泡沫铝三明治预制坯,通过室温与高温拉伸实验,研究了三明治预制坯的变形行为;采用冲压成形技术进行了三明治预制坯的成形试验,评价了其成形性能;在高温条件下进行了三明治预制坯的发泡实验,利用光学金相对泡沫铝三明治的微观结构进行了观察,并对孔隙特征进行了计算。结果显示,三明治预制坯既是温度敏感型材料也是速率敏感型材料,在450℃/0.001 s-1的条件下表现出较好的变形性能,其峰值应力与延伸率分别为22.1 MPa和23.8%;与室温条件相比,三明治预制坯在450℃条件下的热冲压成形精度更高,型面弧高达27.1 mm;高温发泡后制备出泡沫铝三明治弧面结构和曲面结构,证实了该工艺路线的可行性,其面板与芯板之间形成了冶金结合,且芯板的孔隙率达78%,平均孔径为3.5 mm,孔壁的微观组织为树枝状α铝和共晶相α＋Si组成。

泡沫铝三明治预制坯变形失效及对发泡的影响

利用粉末包套轧制法制备出泡沫铝三明治预制坯,通过不同温度条件下的拉伸实验对三明治预制坯的变形性能进行了评价,采用光学金相显微镜(OM)与扫描电镜(SEM)对拉伸变形过程微观组织的演化以及断裂失效后的断口形貌进行了观察,通过高温发泡实验对不同拉伸变形的三明治预制坯的高温发泡行为进行了研究。结果显示,随着变形温度的升高,三明治预制坯的峰值应力呈现了快速降低的变化趋势,而延伸率则呈现了稳步上升的变化趋势,芯板的断口形貌由脆性断裂特征转变为韧性断裂特征。三明治预制坯中破碎的氢化钛颗粒是其变形失效的裂纹源,在变形过程中,裂纹将由此产生并向基体扩展延伸,同时,这些裂纹对三明治预制坯的发泡行为产生不利的影响,将形成孔隙不均匀的微观缺陷。