本文關(guān)鍵詞： 泡沫鋁夾芯梁 彎曲疲勞 厚跨比 疲勞壽命 剛度退化　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：泡沫鋁材料具有良好的力學(xué)、電磁學(xué)、和聲學(xué)性能,廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑結(jié)構(gòu)、船舶技術(shù)、汽車工程等領(lǐng)域。單純的泡沫鋁無法作為工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件,通常與傳統(tǒng)的致密金屬組成的復(fù)合夾芯結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了其最佳的力學(xué)特性,并且泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性強。目前,對泡沫鋁及其夾芯結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究主要集中在靜態(tài)力學(xué)性能以及沖擊力學(xué)性能,而對其疲勞性能的研究非常匱乏。在工程實踐中,工程結(jié)構(gòu)經(jīng)常面臨著循環(huán)荷載作用,因此,深入研究泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)在往復(fù)荷載作用下的力學(xué)行為就變得十分迫切。本文以實驗研究為主,結(jié)合理論分析研究了閉孔泡沫鋁夾芯梁結(jié)構(gòu)在循環(huán)彎曲荷載下的力學(xué)行為。主要的研究內(nèi)容及成果如下：(一)實驗研究了泡沫鋁夾芯梁結(jié)構(gòu)在三點彎曲條件下的準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)性能,分析了不同厚跨比對泡沫鋁夾芯梁結(jié)構(gòu)的極限承載能力、吸能特性、承載能力穩(wěn)定性的影響,總結(jié)出試樣破壞模式的發(fā)展規(guī)律；綜合考慮承載、吸能性能,給出了此種結(jié)構(gòu)較合理設(shè)計的方法。(二)結(jié)合現(xiàn)有純拉壓試驗設(shè)備,設(shè)計并加工了能更好實現(xiàn)三點彎曲模式的疲勞試驗夾具。對優(yōu)化設(shè)計的泡沫鋁夾芯梁結(jié)構(gòu)完成了三點彎曲往復(fù)荷載試驗,分析獲得結(jié)構(gòu)尺寸對其往復(fù)彎曲荷載性能的影響規(guī)律,以及結(jié)構(gòu)破壞模式的影響形式和剛度退化的機制。結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)循環(huán)壽命隨著厚跨比的增加而逐漸減小。(三)完成鋼面板的泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)往復(fù)三點彎曲試驗,結(jié)果顯示：與鋁面板的泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)相比,鋼面板的循環(huán)壽命有一定程度的提高,但后者的結(jié)構(gòu)破壞模式規(guī)律性較不明顯。
[Abstract]:Aluminum foam materials have good mechanical, electromagnetic, and acoustic properties, and are widely used in aerospace, building structures, ship technology, automotive engineering and other fields. Pure aluminum foam can not be used as engineering structural components. The composite sandwich structure usually composed with traditional dense metal achieves the best mechanical properties, and the foam aluminum sandwich structure has strong designability at present. The mechanical properties of aluminum foam and its sandwich structures are mainly focused on static mechanical properties and impact mechanical properties, but the fatigue properties of aluminum foam and its sandwich structures are very scarce. Engineering structures often face cyclic loading, so it is urgent to study the mechanical behavior of aluminum foam sandwich structures under reciprocating loads. Combined with theoretical analysis, the mechanical behavior of closed cell aluminum sandwich beam structure under cyclic bending load is studied. The main contents and results are as follows: (1). The quasi-static mechanical properties of aluminum foam sandwich beam structure under three point bending conditions were studied experimentally. The effects of different thickness / span ratios on the ultimate bearing capacity, energy absorption characteristics and stability of the aluminum sandwich beam structure are analyzed, and the development rule of the failure mode of the specimen is summarized. Considering the bearing capacity and energy absorption performance, the reasonable design method of this kind of structure is given. (2) combined with the existing pure tension and compression test equipment. The fatigue test fixture which can better realize the three-point bending mode is designed and machined, and the three-point bending reciprocating load test is completed for the optimized design of aluminum sandwich beam structure. The influence of structure size on the behavior of reciprocating bending load is analyzed. The results show that the cyclic life of the structure decreases with the increase of the ratio of thickness to span. (3). The three-point bending test of aluminum foam sandwich structure is completed. The results show that the cyclic life of steel panel is improved to some extent compared with the aluminum foam sandwich structure, but the failure mode of the latter is not obvious.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.4

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