泡沫鋁作為一種新型功能與結(jié)構(gòu)材料在近幾年被廣泛應(yīng)用。其自身獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)決定了它低密度、高孔隙率和大的比表面積。這些特性使得它具有隔音降噪、緩沖吸能等多種作用,被廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事、汽車防護(hù)等領(lǐng)域。因此研究泡沫鋁的力學(xué)性能與變形行為有著重要意義。為了提高傳統(tǒng)泡沫鋁的力學(xué)性能,出現(xiàn)了一種以泡沫金屬為基體、由高聚物填充而成的一類網(wǎng)絡(luò)交織復(fù)合材料（IPC）,通過高聚物的粘彈性來改善泡沫金屬材料的力學(xué)性能,隨著材料的發(fā)展,采用含有空心顆粒材料的高聚物填充的泡沫金屬材料已成為提高泡沫材料吸能效果的重要手段。本文以研究泡沫鋁的力學(xué)性能為基礎(chǔ)研究了復(fù)合泡沫鋁的吸能效果以及力學(xué)性能,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)對泡沫鋁進(jìn)行數(shù)值模擬,分析數(shù)值模擬的可行性。因此本文的具體研究內(nèi)容如下:（1）對胞孔形態(tài)和尺寸較為均勻一致的球形孔開孔泡沫鋁開展靜動態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)研究,利用數(shù)字圖像相關(guān)法研究了泡沫鋁在準(zhǔn)靜態(tài)壓縮過程中的宏觀和介觀變形機(jī)理。結(jié)果表明:球形孔泡沫具有明顯的應(yīng)變率效應(yīng),隨著應(yīng)變率的增加平臺應(yīng)力與屈服強(qiáng)度也隨之增加,吸能效率也有所提高。泡沫鋁在壓縮過程中由于胞元壁厚不均勻和孔壁缺陷的隨機(jī)分布會出現(xiàn)多條局部變... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 泡沫鋁研究現(xiàn)狀
        1.2.2 復(fù)合泡沫鋁研究現(xiàn)狀
        1.2.3 泡沫鋁與復(fù)合泡沫鋁數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 泡沫鋁壓縮力學(xué)性能相關(guān)理論及實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.1 引言
    2.2 靜態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置
    2.3 動態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)裝置
        2.3.1 落錘實(shí)驗(yàn)裝置
        2.3.2 SHPB實(shí)驗(yàn)裝置
    2.4 DIC實(shí)驗(yàn)裝置
    2.5 本章小結(jié)
第三章 球形孔開孔泡沫鋁的壓縮性能實(shí)驗(yàn)
    3.1 引言
    3.2 球形孔開孔泡沫鋁的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 試樣選取與參數(shù)
        3.2.2 密度對泡沫鋁力學(xué)性能的影響
        3.2.3 孔徑對泡沫鋁力學(xué)性能的影響
    3.3 球形孔開孔泡沫鋁的動態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 試樣選取與參數(shù)
        3.3.2 動態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 球形孔開孔泡沫鋁的靜態(tài)壓縮變形模式研究
        3.4.1 試樣選取與參數(shù)
        3.4.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
    3.5 本章小結(jié)
第四章 復(fù)合泡沫鋁的壓縮性能研究
    4.1 引言
    4.2 試樣制備
    4.3 復(fù)合泡沫鋁靜動態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)參數(shù)
    4.4 復(fù)合泡沫鋁靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 復(fù)合泡沫鋁基本力學(xué)性能
        4.4.2 密度與顆粒尺寸對復(fù)合泡沫鋁的影響
    4.5 復(fù)合泡沫鋁動態(tài)壓縮結(jié)果討論
    4.6 復(fù)合泡沫鋁本構(gòu)模型研究
        4.6.1 模型選取
        4.6.2 確定參數(shù)
    4.7 本章小結(jié)
第五章 泡沫鋁壓縮實(shí)驗(yàn)的數(shù)值模擬研究
    5.1 引言
    5.2 ANSYS/LS-DYNA簡介
    5.3 有限元模型建立
    5.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        5.4.1 數(shù)值模擬的變形結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]閉孔泡沫鋁的動態(tài)壓縮性能試驗(yàn)研究[J]. 李忠獻(xiàn),張茂軒,師燕超.  振動與沖擊. 2017(05)
[2]單軸壓縮載荷下閉孔泡沫鋁的變形機(jī)制[J]. 朱燁飛,孫雨果.  復(fù)合材料學(xué)報. 2017(08)
[3]開孔泡沫鋁動態(tài)力學(xué)行為的有限元分析[J]. 時文超,梁增友,陳智剛,鄧德志.  輕金屬. 2016(09)
[4]基于沖擊實(shí)驗(yàn)的泡沫鋁-聚氨酯緩沖性能研究[J]. 孫亮,齊明思,王俊元,趙奇.  包裝工程. 2015(15)
[5]基于雙目立體視覺與數(shù)字散斑圖像相關(guān)的全場振動測量[J]. 陳忠,陳教豆.  振動與沖擊. 2015(13)
[6]聚氨酯泡沫鋁動力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)及本構(gòu)模型研究[J]. 張勇,陳力,陳榮俊,謝衛(wèi)紅.  爆炸與沖擊. 2014(03)
[7]基于溫度與應(yīng)變率相互耦合的泡沫鋁本構(gòu)關(guān)系[J]. 王鵬飛,徐松林,胡時勝.  高壓物理學(xué)報. 2014(01)
[8]基于數(shù)字圖像相關(guān)方法對沖擊載荷下泡沫鋁全場變形過程的測試[J]. 章超,徐松林,王鵬飛.  實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2013(05)
[9]沖擊條件下泡沫鋁的細(xì)觀變形特征分析[J]. 楊寶,湯立群,劉逸平,黃小清,劉澤佳,張純禹,魏志強(qiáng).  爆炸與沖擊. 2012(04)
[10]高g值加速度沖擊試驗(yàn)技術(shù)研究[J]. 徐鵬,祖靜,范錦彪.  振動與沖擊. 2011(04)

博士論文
[1]泡沫鋁合金動態(tài)力學(xué)性能及其吸能機(jī)理的研究[D]. 王志華.太原理工大學(xué) 2005

碩士論文
[1]數(shù)字圖像相關(guān)方法在動態(tài)測試中的應(yīng)用[D]. 章超.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014



本文編號：3651678