论文题目: 泡沫铝材料动力学特性的实验研究与理论分析
论文类型: 博士论文
论文专业: 固体力学
作者: 曹晓卿
导师: 杨桂通
关键词: 泡沫铝,应变率敏感性,能量吸收性能,热处理,孔隙结构,数值模拟,均匀化理论
文献来源: 太原理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 泡沫金属材料在作为缓冲吸能及防护装置的应用中，构件均需承受冲击载荷，因此研究泡沫金属材料的动态力学性能，讨论它们的应变率效应是倍受关注的问题。研究影响泡沫金属材料动力学行为的因素及机理对泡沫金属的应用有实际意义。本文以实验为主，与理论分析和数值模拟相结合，系统研究了泡沫铝材料在高应变率下的压缩力学行为及变形特性。主要内容包括： 1．泡沫铝材料的动态力学性能及能量吸收性能的影响因素 研究了泡沫铝材料的应变率效应与基体材料性质及孔隙结构的关系。实验发现：①基体材料不同的泡沫铝材料对应变率的敏感程度不同，差异显著。吸能效率的极值对应变率的变化不太敏感，吸能量的应变率敏感性受基体性质的影响较小。②基体韧性较好的泡沫铝合金材料表现为空间上的均匀变形，反之基体较脆的泡沫铝合金材料则表现为空间上的不均匀变形。③所研究的开孔泡沫铝合金材料都是应变率敏感材料，且敏感性受泡沫材料密度的影响较小；闭孔泡沫铝材料的应变率敏感性受泡沫密度的影响，相对密度较低时，应变率敏感性较强。 2．用均匀化理论预测胞孔形状对泡沫材料等效弹性常数的影响
论文目录:
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 泡沫金属材料的制备工艺及发展
1.2.1 根据泡沫孔的结构分类
1.2.2 根据金属的状态分类
1.2.3 制备泡沫金属材料的几种铸造法
1.3 泡沫金属材料的应用
1.3.1 轻型结构
1.3.2 撞击能量吸收
1.3.3 噪音控制
1.4 泡沫金属材料的力学性能研究现状及存在的问题
1.4.1 泡沫金属材料的力学试验
1.4.2 泡沫金属材料的压缩性能及吸能性的研究
1.4.3 泡沫金属材料的动态力学性能的研究
1.4.4 热处理对泡沫金属材料力学性能影响的研究
1.4.5 泡沫金属材料力学性能研究中存在的问题
1.5 本文的主要工作内容
1.5.1 泡沫铝材料的动态力学性能及能量吸收性能
1.5.2 用均匀化理论预测胞孔形状对泡沫材料等效弹性常数的影响
1.5.3 胞孔尺寸对泡沫铝材料力学性能及变形模式的影响
1.5.4 热处理对泡沫铝材料动态压缩力学性能及能量吸收性能的影响
第二章 泡沫铝材料的动态力学性能及能量吸收性能
2.1 引言
2.2 采用SHPB实验方法研究泡沫铝材料的动态力学性能
2.2.1 SHPB实验技术及原理
2.2.2 实验记录及分析
2.3 基体材料对开孔泡沫铝材料动态力学性能及能量吸收性能的影响
2.3.1 基体材料对开孔泡沫铝材料应变率敏感性的影响
2.3.2 基体材料对开孔泡沫铝材料的能量吸收性能的影响
2.3.3 基体材料对开孔泡沫铝材料在动态下的变形模式的影响
2.4 闭孔泡沫铝材料的动态力学性能及能量吸收性能
2.4.1 闭孔泡沫铝材料的应变率敏感性
2.4.2 闭孔泡沫铝材料的能量吸收性能
2.4.3 闭孔泡沫铝材料胞孔的变形模式
2.5 本章小结
第三章 用均匀化理论预测胞孔形状对泡沫铝材料等效弹性常数的影响
3.1 引言
3.2 均匀化理论及其二维有限元格式
3.3 数值模拟及结果分析
3.4 小结
第四章 胞孔尺寸对泡沫铝材料力学性能及变形模式的影响
4.1 引言
4.2 实验研究
4.2.1 实验方法及试件尺寸
4.2.2 实验结果
4.2.3 分析讨论
4.3 LS-DYNA数值模拟
4.3.1 参数设定
4.3.2 模拟结果
4.4 本章小结
第五章 热处理对泡沫铝材料动态力学性能及能量吸能性能的影响
5.1 引言
5.2 实验过程
5.2.1 试件准备
5.2.2 压缩实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 压缩强度
5.3.2 能量吸收性能
5.3.3 相对密度对热处理作用的影响
5.3.4 孔隙结构对热处理作用的影响
5.3.5 热处理前后的组织转变
5.4 本章小结
第六章 全文总结与工作展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
参考文献
附录 泡沫铝材料压缩性能实验详细情况表
致谢
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独创性声明
发布时间: 2006-10-23
参考文献
- [1].泡沫铝材料的制备与有限元模拟[D]. 魏鹏.华中科技大学2006
- [2].熔体直接发泡法制备纯铝基泡沫铝材料的研究[D]. 李兵.东北大学2008
- [3].泡沫铝材料的吸能与防爆特性研究[D]. 刘欢.东北大学2014
- [4].氢化稀土和氢化锆制备泡沫铝的研究[D]. 李大武.东北大学2010
相关论文
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- [3].泡沫铝夹芯双管结构的力学行为研究[D]. 郭刘伟.中国科学技术大学2010
- [4].泡沫铝子弹撞击下多孔金属夹芯板的塑性动力响应研究[D]. 宋延泽.太原理工大学2009
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