开孔泡沫铝孔结构及力学性能研究

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1、开孑L泡沫铝子L结构及力学性能研究摘要本文通过文献检索，简述了泡沫铝的主要制备方法、性能特点及应用领域，简要介绍了渗流法制备的泡沫铝的特点、在泡沫铝力学行为研究上所取得的成果，以及目前所存在的主要问题。在此基础上，本文主要研究了渗流法制备开孔泡沫铝中孔结构及参数的控制工艺，并着重对所制备的各种参数泡沫铝的压缩力学行为、冲击波衰减特性进行了研究。首先，采用渗流法制备了单一孔径、混合孔径及球形孔的开孔泡沫铝合金。研究了孔径尺寸及其混合方式、泡孔形状对泡沫铝相对密度的影响。结果表明，随着孔径的增大，泡沫铝相对密度增大：不同孔径相混合的孔

2、结构可有效的降低泡沫铝的相对密度：与不规则孔结构泡沫铝相比，球形孔结构泡沫铝的相对密度更低。其次，采用zLl04合金制备了不同孔径和相对密度的开孔泡沫铝合金，并对其进行了准静态和动态压缩实验。研究了泡沫铝在不同应变率下的应力一应变响应特征、参数的变化对泡沫铝压缩力学性能及吸能性的影响。准静态实验的结果表明，孔径的变化对泡沫铝压缩力学性能的影响不显著，而随着相对密度的增大，泡沫铝压缩力学性能升高，相同应变量下吸能量上升：动态压缩实验结果表明，开孔泡沫铝硅合金具有明显的应变率效应，即随着应变率的提高，其屈服强度和流动应力均升高，因此，

3、同样应变下所吸收的能量增加。另外，对制备过程中泡沫铝合金基体组织和性能的变化进行了研究，结果表明用渗流法制各的泡沫铝合金的基体显微组织粗大，力学性能低于相同材质的铝合金。然后，本文还研究了填充硅橡胶对泡沫铝力学行为的影响。采用向开孔泡沫铝中填入硅橡胶的方法制备出了含硅橡胶泡沫铝，并对其进行了不同应变率条件下的压缩实验。结果表明与单纯泡沫铝相比，含硅橡胶泡沫铝的压缩应变量显著增加，因此其吸能量上升，且在0．05～0．55的应变范围内，其理想吸能效率均能保持在0，6～0．7，因而显示了优异的吸能特性。此外，动态压缩实验还表明含硅橡胶泡

4、沫铝具有非常明显的应变率效应。最后在一级轻气炮装置上对平均相对密度为0．33、孔径为0．75ram的泡沫铝进行了冲击波压缩实验，研究了泡沫铝对冲击波的衰减效应，并得到了这种参数泡沫铝的ttugoniot参数。结果表明开孑L泡沫铝具有非常优异的冲击波衰减性能。全文最后对开孑L泡沫铝孔结构及力学行为的研究工作进行了总结，并对进一步开展对开孔泡沫铝的研究工作进行了展望。关键词：泡沫铝合金；孔结构；力学性能；应变率效应：冲击波衰减特性StudyOBPoreStructureandMechanicalBehaviorsofPorousA。l

5、uminumAbstractInthispaper，theprocessingmethods，propertiesandapplicationsofaluminiumfoamsarebrieflyreviewedbasedonliteratnreretrieval．Thestructurefeatures，achievementsontheinvestigationonthemechanicalproperties，aswellastheexistingproblemsoftheporousalumininmthatprocess

6、edbyinfiltrationmethodareintroduced，Theachievementsonthestudyofaluminiumfoams’mechanicalbehaviorsarerecommended，andsomequestionsarebroughtforwardBasedonthese，thepresentpapermainlystudiedtheinfiltrationprocesstocontroltheporestructureandparametersofporousaluminium，andt

7、hecompressivemechanicalbehaviorandshockwaveattenuationpropertyofthepreparedporousaluminiumalloyswereinvestigated．Firstly，theporousaluminiumalloyswiththemorphologyofhomogenousporesize，dual—sizecellmix，andthemorphologyofsphericalporewerepreparedbyinfiltrationprocess．The

8、influencesoftheporesizeanddual—sizemixontherelativedensityofporousaluminiumalloywereinvestigated．Theresultsindicatethatthere