具有規(guī)則孔洞的多孔鈦作為一種新興的結構工程材料,具有高比強度、良好的可設計性和優(yōu)異的能量吸收性能等優(yōu)勢,廣泛的應用在軍事和民用等各個領域,使得多孔鈦材料成為當前結構材料領域最熱門的研究方向之一。作為緩沖吸能材料,多孔鈦材料在使用過程中不可避免地需要承受強動態(tài)沖擊載荷的作用,如碰撞、爆炸、沖擊等。因此,多孔鈦材料在動態(tài)載荷作用下的力學性能研究具有十分重要的理論和工程應用價值。本文研究選取工業(yè)純鈦TA2作為基體材料,加工了一種具有規(guī)則分布圓柱孔洞的新型多孔鈦材料,以實驗為主,結合數值模擬和理論分析,研究了不同孔隙率的多孔鈦材料在靜動態(tài)壓縮下的應力-應變關系、壓縮變形機制、孔隙率和應變率效應的影響,獲得了該類材料的能量吸收特性,為多孔鈦材料的大規(guī)模工程應用提供理論了基礎。本文的具體研究內容如下:（1）利用電子萬能材料試驗機和SHPB實驗裝置,對不同孔隙率多孔鈦的準靜態(tài)力學行為和動態(tài)力學行為進行了實驗研究。分析比較了應變率和孔隙率對多孔鈦材料應力-應變關系及屈服強度的影響,并提出了相關的經驗公式;探究具有規(guī)則圓孔的多孔材料在應變率10^-32×10

【文章來源】：北京理工大學北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：154 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

自然界中的多孔材料

泛應用于航空發(fā)動機制造等眾多領域，成為了近些年來熱門研究的材料之一[7]，也引了廣大學者的注意。多孔鈦材料屬于近些年來剛剛興起的多孔金屬材料，國內外者對其研究主要集中在制備方法上[8-12]，以及部分靜態(tài)力學行為[13-15]，并且主要集在生物醫(yī)藥領域[16,17]。相對而言，關于多孔鈦動態(tài)力學性能的研究則較少。作為一綜合性能優(yōu)異且以能量吸收為主要優(yōu)勢的多孔金屬材料，其在動態(tài)載荷作用下，尤是強動載荷作用下的力學響應的機理尚不清楚，需要進行更加深入的研究。1.2 多孔金屬材料概述多孔金屬材料，是以金屬為基體，內部存在孔洞結構的金屬材料。從多孔金屬料中多孔的英文“cellular”即可看出，該類型的材料是由胞元(Cell)構成的，胞元可是桿結構以及面結構的任意組合，大致來講，多孔金屬材料從結構上可以分為兩大型：具有開孔結構的多孔金屬材料以及具有閉孔結構的多孔金屬材料，分別如圖 和圖 1.3 所示。

泛應用于航空發(fā)動機制造等眾多領域，成為了近些年來熱門研究的材料之一[7]，也引了廣大學者的注意。多孔鈦材料屬于近些年來剛剛興起的多孔金屬材料，國內外者對其研究主要集中在制備方法上[8-12]，以及部分靜態(tài)力學行為[13-15]，并且主要集在生物醫(yī)藥領域[16,17]。相對而言，關于多孔鈦動態(tài)力學性能的研究則較少。作為一綜合性能優(yōu)異且以能量吸收為主要優(yōu)勢的多孔金屬材料，其在動態(tài)載荷作用下，尤是強動載荷作用下的力學響應的機理尚不清楚，需要進行更加深入的研究。1.2 多孔金屬材料概述多孔金屬材料，是以金屬為基體，內部存在孔洞結構的金屬材料。從多孔金屬料中多孔的英文“cellular”即可看出，該類型的材料是由胞元(Cell)構成的，胞元可是桿結構以及面結構的任意組合，大致來講，多孔金屬材料從結構上可以分為兩大型：具有開孔結構的多孔金屬材料以及具有閉孔結構的多孔金屬材料，分別如圖 和圖 1.3 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]開孔泡沫鋁孔結構及力學性能研究[D]. 張立勇.合肥工業(yè)大學 2004
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本文編號：3037392