復(fù)合泡沫金屬材料緩沖吸能性能研究.pdf

1、在很多工程應(yīng)用中，為了防止沖擊與振動(dòng)所造成的破壞，常常使用吸能材料作為防護(hù)層，在眾多的吸能材料中，泡沫材料作為一種具有優(yōu)越緩沖吸能性能的材料，得到了越來越廣泛的關(guān)注。本文利用擠壓鑄造法制備了一種新型的復(fù)合泡沫金屬材料，該材料由空心微珠填充鋁合金基體而成，它是一種應(yīng)用前景非常廣闊的吸能與沖擊防護(hù)材料。
　　本文采用理論分析、數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)復(fù)合泡沫金屬的靜動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)與吸能性能進(jìn)行了相應(yīng)的研究。
　　對(duì)多種不同玻璃微珠含

2、量，不同基體合金和熱處理方式的復(fù)合泡沫金屬進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)和落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)，獲得了材料的壓縮楊氏模量和屈服強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，得到了壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線，計(jì)算了相應(yīng)的吸能能力與理想吸能效率，探討了不同因素對(duì)復(fù)合材料壓縮力學(xué)響應(yīng)與吸能特性的影響規(guī)律。描述了復(fù)合泡沫金屬材料的吸能機(jī)制。根據(jù)剛度等效原則，將復(fù)合材料圓柱試樣的軸向沖擊破壞過程簡(jiǎn)化為等效均質(zhì)圓柱的一維碰撞問題，應(yīng)用一維應(yīng)力波傳播的理論描述了復(fù)合材料圓柱試樣受軸向沖擊的破壞過程，推倒了在沖

3、擊過程中材料吸收的沖擊動(dòng)能。
　　觀察了不同復(fù)合泡沫金屬材料試樣的宏觀破壞形貌，同時(shí)借助掃描電境，對(duì)不同復(fù)合材料準(zhǔn)靜態(tài)壓縮與軸向沖擊破壞后試件的切片進(jìn)行了微觀分析，探討了材料的宏觀與細(xì)觀破壞機(jī)制。
　　最后，利用通用有限元軟件ANSYS，對(duì)復(fù)合材料靜態(tài)壓縮試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬，利用胞元法思想建立了復(fù)合泡沫金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)模型，得到了材料在靜態(tài)位移載荷和靜態(tài)壓力載荷作用下的變形與應(yīng)力分布規(guī)律，進(jìn)一步探討了材料的微觀損傷機(jī)理。<