發(fā)布時間：2021-06-13 20:11

　　作為一種應(yīng)用廣泛并且吸能效果優(yōu)異的多功能結(jié)構(gòu)材料,泡沫金屬在實際工程應(yīng)用中通常處于復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài),因此研究其在主應(yīng)力和主應(yīng)變空間中的初始屈服面和破壞面是很有必要的。然而,多軸拉伸加載的困難導(dǎo)致多軸下的屈服點和破壞點的數(shù)據(jù)量嚴(yán)重不足,難以刻畫在主應(yīng)力和主應(yīng)變空間中的初始屈服面和破壞面。用數(shù)量稀少的數(shù)據(jù)點去表征泡沫金屬的初始屈服面和破壞面存在以偏概全的可能,這也是泡沫金屬初始屈服面和破壞面的表征一直存在爭議的主要原因。因此,只有在主應(yīng)力空間或主應(yīng)變空間中用足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)點去直接展示泡沫金屬屈服面和破壞面的全貌,才有可能得到合理的表征結(jié)果。本文建立包含細(xì)觀結(jié)構(gòu)的3D Voronoi閉孔泡沫鋁模型并開展其的多軸加載有限元數(shù)值模擬實驗。在單軸壓縮、單軸拉伸和雙軸拉伸的實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上檢驗了基體鋁的材料參數(shù)和計算參數(shù)的合理性。通過預(yù)設(shè)初始力加載的三軸比,可以得到覆蓋整個主應(yīng)力空間和主應(yīng)變空間許可區(qū)域的動靜態(tài)數(shù)據(jù)點,進而全面表征準(zhǔn)靜態(tài)屈服面、準(zhǔn)靜態(tài)破壞面和動態(tài)破壞面。本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）提出了適用于泡沫金屬的多軸加載初始屈服準(zhǔn)則和破壞準(zhǔn)則。初始屈服準(zhǔn)則和破壞準(zhǔn)則是確定初始屈服面和破壞面上數(shù)... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

泡沫金屬：（a）開孔泡沫金屬；（b）閉孔泡沫金屬

實驗可以反映泡沫金屬的一些基本力學(xué)性能，但于沖擊防護吸能降噪等工程實踐，對泡沫金屬各際工程應(yīng)用時，泡沫金屬往往在多軸荷載作用下如泡沫鋁夾芯板結(jié)構(gòu)在承受低速沖擊荷載后，構(gòu)破壞模式，如圖 1-4 所示[35]。這些工程應(yīng)用對本構(gòu)關(guān)系研究提出新的需求。因為靜水壓力會影沫金屬的多軸力學(xué)響應(yīng)不能僅通過單軸加載實驗泡沫金屬變形的作用。因此，致密金屬常用的一ises 準(zhǔn)則[37]等就不再適用于泡沫金屬材料。且準(zhǔn)確地獲得泡沫金屬多軸力學(xué)性能，只能通過制造困難導(dǎo)致多軸加載工況具有很大的局限性，如雙軸拉伸、軸向圍壓、拉/壓-剪切組合及拉/壓-圖 1-3 泡沫金屬準(zhǔn)靜態(tài)單軸拉伸的應(yīng)力應(yīng)變曲線[17]

多軸實驗測試技術(shù)的影響，泡沫金屬多軸力學(xué)響應(yīng)不能直接由單軸的發(fā)展使得探究泡沫金屬復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的力相干涉和多軸拉伸試件的夾持等問題都給多軸加致目前現(xiàn)有的多軸實驗工況十分有限。目前，現(xiàn)/壓縮測試技術(shù)、剪切/扭轉(zhuǎn)組合測試技術(shù)、和三軸縮測試技術(shù)裝置的實驗對象是巖石等硬質(zhì)材料[38, 39]。與泡沫大，往往需要被壓縮到很大的應(yīng)變才會發(fā)生破壞可以滿足實驗要求。后來在混凝土的雙軸壓縮研的摩擦力對實驗結(jié)果影響較大，因此 Kupfer 等改圖 1-4 低速沖擊下泡沫鋁的拉伸-剪切組合破壞模式[35

【參考文獻】：
期刊論文
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[10]基于分形的泡沫金屬細(xì)觀結(jié)構(gòu)與尺寸效應(yīng)研究[J]. 何其健,宋宏偉,黃晨光.  力學(xué)學(xué)報. 2009(03)

碩士論文
[1]泡沫填充混凝土沖擊壓剪力學(xué)性能實驗研究[D]. 肖帆.華南理工大學(xué) 2014



本文編號：3228247