【摘要】：閉孔泡沫鋁材料具有輕質(zhì)、高比剛度、阻尼減振和抗沖擊吸能等優(yōu)點,但其剛度較低,無法作為結(jié)構(gòu)材料獨立使用。將單一的泡沫鋁金屬與傳統(tǒng)的致密金屬,如鋁合金、鋼等通過一定的物理或化學(xué)手段制成復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)件使用,具有輕質(zhì)、吸能、高剛度、抗沖擊、抗振阻尼等優(yōu)點,使泡沫金屬材料在汽車、航空航天、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前大多數(shù)泡沫金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備工藝無法實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),且對于一些尺寸較大的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件,現(xiàn)有工藝不能保證尺寸規(guī)格和芯部孔隙率。本文在傳統(tǒng)下注式連鑄工藝基礎(chǔ)上,融合底吹氬技術(shù)和匯流模具設(shè)計理念,提出一種依靠液位壓力差來實現(xiàn)泡沫金屬夾芯管的連續(xù)生產(chǎn)吹氣發(fā)泡與覆層液態(tài)反擠復(fù)合成形工藝,為泡沫鋁夾芯管連續(xù)生產(chǎn)提供了一種新的思路和方法。為探究底吹氣過程氣泡群流動規(guī)律,建立底吹氣水模型實驗平臺,研究了吹氣流量、溶液粘度、匯流模具等因素對氣泡群上升的影響。發(fā)現(xiàn)吹氣流量適中時,溶液粘度增加可使氣泡直徑更加細小分布更均勻,安裝匯流模具可顯著改善氣泡群周期性波動現(xiàn)象,同時實現(xiàn)匯聚氣泡的效果。為研究拉坯過程溫度場分布,采用數(shù)值模擬的方法獲取不同泡孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁的導(dǎo)熱系數(shù),并將其結(jié)果用于拉坯過程溫度場的模擬。分析拉坯速度、孔隙率、水冷換熱系數(shù)等因素對拉坯過程溫度場分布的影響,發(fā)現(xiàn)泡沫鋁孔隙率對操作參數(shù)的匹配要求最高,拉坯速度主要決定連續(xù)性生產(chǎn)能否實現(xiàn)。為驗證本文所提工藝的可行性,自主設(shè)計發(fā)泡實驗裝置主體部分,根據(jù)物理和數(shù)值模擬結(jié)果設(shè)計發(fā)泡實驗,初步制得了具有泡沫鋁夾芯管形貌的產(chǎn)品,為進一步開展實驗研究奠定基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 1-1 泡沫金屬應(yīng)用領(lǐng)域多孔金屬是基體為金屬的一類多孔材料，泡沫金屬則屬于多孔金屬的一類。泡沫金屬[5,6]是指用特定的生產(chǎn)工藝手段制備的一種具有特殊泡孔結(jié)構(gòu)的金屬材料，其泡孔結(jié)構(gòu)特征為：高孔隙率（60% ~ 90%）和較大孔徑范圍（0.05mm ~ 5.5mm），孔

圖 1-2 泡沫鋁在汽車上的應(yīng)用鑒于上述原因，本文以改善泡沫鋁綜合性能的同時調(diào)整制備工藝實現(xiàn)其結(jié)為目的，提出一種泡沫鋁填充復(fù)合結(jié)構(gòu)：泡沫鋁夾芯管，著重研究其設(shè)備藝的關(guān)鍵技術(shù)。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG306

【參考文獻】

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本文編號：2627341