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泡沫铝材料动力学特性的实验研究与理论分析

【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

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