球形孔泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)的分形特性和有關(guān)性能的有限元法研究.pdf

1、以多樣化孔隙(通孔，閉孔)為特征的超輕型金屬結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)材料的輕質(zhì)多功能化，從而成為前沿?zé)狳c(diǎn)材料之一。新型球形孔高強(qiáng)度泡沫鋁合金正成為高技術(shù)領(lǐng)域材料發(fā)展的新方向。因而本文從實(shí)際需求出發(fā)，以計(jì)算機(jī)圖像分析和有限元技術(shù)為手段，研究了泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)的分形特性、耐火性能和力學(xué)性能。 采用計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)，根據(jù)分形理論對(duì)球形孔泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)的分形特性進(jìn)行了研究。研究表明泡沫鋁孔洞形狀具有分形特征，并可用分形維數(shù)來定量描述。隨著泡沫化時(shí)間的

2、增長(zhǎng)，分形維數(shù)呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)。 運(yùn)用有限元分析軟件 ANSYS 模擬泡沫鋁合金在高溫加熱下的背火面溫度場(chǎng)分布，其分布規(guī)律是：在開始較短的時(shí)間內(nèi)溫度迅速升高，隨后緩慢上升直至不變。它的熱傳導(dǎo)性能比致密鋁合金低，而耐火性能明顯好于致密鋁合金。在660℃加熱時(shí)它的耐火極限為無限長(zhǎng)，當(dāng)加熱溫度提高到705℃時(shí)它的耐火極限為108s。 利用ANSYS/Ls-DYNA軟件對(duì)球形孔泡沫鋁準(zhǔn)靜態(tài)壓縮過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。其壓縮過程可