泡沫铝

摘要： 为探索爆炸载荷下舱内夹芯复合结构的动态响应特性与防护效能,采用小尺度舱室结构模型实验,结合有限元数值分析,开展了不同爆炸距离下舱内双层泡沫铝夹芯结构的动响应特性和变形模式研究。分析了不同爆距下舱内爆炸载荷的作用过程和时空分布特性,讨论了在初始冲击波、初始冲击波叠加各壁面二次反射波和舱内爆炸准静态压力3种载荷下泡沫铝夹芯结构的变形模式。爆炸载荷下舱室壁板承受的载荷依次为初始冲击波、各壁面二次反射波和准静态气压。炸药在靠近舱室一端处起爆时,初始冲击波在近端壁的局部效应明显,在远端壁的作用范围更大,与舱室中心爆炸相比,其爆轰产物波动次数更少。泡沫铝夹芯结构的变形过程可分为泡沫芯层压缩、局部凸起变形和整体挠曲变形3个阶段,对应迎爆面板局部凸起叠加整体挠曲大变形、局部凸起叠加整体挠曲大变形和整体挠曲大变形3种变形模式。

摘要： 为了揭示泡沫填充对复合夹层板剪切性能增强的机理,采用数值仿真方法模拟横向剪切载荷作用下空心夹层板和泡沫铝填充I型复合夹层板的失效过程,讨论泡沫铝对夹层板板格和腹板的支撑效应,分析孔隙率、平均孔径等材料参数对复合夹层板剪切性能的影响。结果表明,泡沫铝对复合夹层板的板格形成有效的内部支撑,有助于提高腹板的屈曲强度和复合夹层板的整体横向剪切强度。减小孔隙率能够增强复合夹层板的抗剪能力,孔洞平均直径对剪切强度影响较小。在夹层板空腔中填充泡沫铝能够显著提升I型复合夹层板抵抗横向剪切的能力。

摘要： 汽车的座椅横梁在碰撞事故中起着保障乘客生存空间的重要作用,对其进行填充优化设计可以有效地提高车辆的安全性能。基于泡沫铝材料高比吸能与轻质的特点,设计了三组泡沫铝与薄壁钢管组成的复合结构,将其填充到汽车的座椅横梁中。通过对座椅横梁填充结构三点弯曲与轴向压缩的有限元模拟,研究了其抗弯曲与抗压缩性能,并对填充方案进行了优化。结果表明,填充座椅横梁的承弯和轴压承载性能相较于原件分别提升了193.6%和241.4%,并通过模拟车辆侧面碰撞证明了填充座椅横梁提高车辆耐撞性能的有效性。

摘要： 泡沫铝作为一种新型的结构功能材料,具有较好的阻热、降噪和能量吸收性能。基于Matlab的Random函数,应用贪心算法和孔径无限迭代原理建立闭孔泡沫铝三维随机球模型,解决了当前泡沫铝三维建模中存在的孔隙率低、计算复杂、运算成本高、仿真模拟实现程度低等问题,得到了孔隙率达90%的泡沫铝模型,实现了模型与有限元软件的衔接,为泡沫铝模型优化及物理性能分析提供了一种有效的数值方法。将模型进行拓展应用,可得到泡沫铝夹层板模型和泡沫铝复合材料等,用于如汽车防撞梁、建筑材料、噪声屏障板等结构的计算机仿真模拟及相关研究工作。

摘要： 提出了FP(Fabry-Pérot)通道和泡沫铝的亚波长复合吸声结构,兼顾低频和宽带的良好吸声,平均吸声系数达90%。建立了该复合吸声结构的压力-热黏性声学有限元数值分析模型,阻抗管试验结果验证了从设计的截止频率366 Hz开始具有良好的吸声特性;基于有限元分析方法,讨论了FP通道的截止频率公比、吸声面积比、通道数量和泡沫铝板厚度对吸声性能的影响,并与其他复合结构进行吸声性能对比。结果表明,该复合吸声结构在噪声控制领域中有应用价值。

摘要： 基于局部表面纳米化技术,本文提出一种适用于重型装备空投的新型缓冲吸能结构设计。与传统吸能结构设计方式不同,本文利用纳米化技术对金属薄壁结构进行局部改性,从而诱导其产生吸能效果最佳的变形模式,该设计方法具有无须改变结构形状、无附加质量等显著优点。首先,介绍了泡沫铝填充式薄壁金属方管的设计流程,并制作了相关试件。其次,基于有限元仿真和试验测试对局部表面纳米化布局进行了优化设计。研究发现,在结构几何尺寸一定的情况下,环向反对称布局方案为最佳设计,此时吸能结构呈现出稳定的渐进层叠的变形模式,形成的褶皱较其他方案更多。最后,进一步研究了表面纳米化对提升该类吸能结构吸能性能的作用机理,并分析了所设计的缓冲平台的吸能效果。结果表明,局部表面纳米化布局不仅提高了薄壁结构自身的吸能性能,同时增强了薄壁结构与泡沫铝之间的相互作用,从而大幅提高整体结构的吸能性能,并且该设计在多柱排列使用时,吸能效果得到进一步加强。

摘要： 提出了一种油气⁃泡沫铝组合式直升机缓冲装置,基于塑性坍塌应力理论计算模型和有限元模型对单一泡沫铝冲击压溃应力⁃应变进行了计算和仿真分析,计算结果和仿真分析结果进行了相互校验。通过单一泡沫铝冲击压溃试验对理论和仿真模型进行了试验验证。将泡沫铝压溃动态特性曲线融入油气⁃泡沫铝组合式起落架缓冲动力学模型开展耐坠毁性能仿真分析。结果表明,本文提出的油气⁃泡沫铝组合式缓冲器缓冲载荷峰值降低了38%,缓冲效率提升了12.7%,有效提升了直升机起落架缓冲器的耐坠毁性能。

摘要： 泡沫铝因其出色的力学、电学、热力学性能而被人们广泛关注和应用。目前,对泡沫铝的研究主要集中在准静态以及高应变率单轴压缩性能上。然而,随着泡沫铝应用环境的复杂化,其在服役过程中承受循环载荷的情况不可避免。因此,充分了解泡沫铝的疲劳性能以及承受循环加载时的失效机理对其在工程中的进一步应用具有重大意义。根据疲劳试验时加载方式的不同,可将泡沫铝的疲劳分为压-压疲劳、拉伸疲劳两种。由于泡沫铝内部结构不规则,试样个体间差异较大,其疲劳性能离散性明显,因此对疲劳寿命、疲劳强度等参数的定义方式也不尽相同。此外,学者们针对泡沫铝疲劳性能的影响因素展开了一系列研究,并取得了一定成果。目前被广泛认可的泡沫铝疲劳性能的影响因素包括:泡孔结构与形貌、试样尺寸、基体与增强相材料以及热处理等,深入了解影响疲劳性能的因素有助于提高泡沫铝在复杂应用环境下的疲劳寿命与疲劳强度。由于试样结构与研究方法的局限性,目前对于泡沫铝疲劳失效机制的分析尚未得出统一结论,针对其疲劳裂纹扩展方式的研究报道相对较少。研究者们多从疲劳应变-循环次数曲线及内部缺陷等方面入手来分析泡沫铝的失效机理。本文综合分析国内外文献并结合笔者课题组工作,针对泡沫铝疲劳性能研究中的一些关键问题进行了论述。重点介绍了压-压疲劳、拉伸疲劳两种不同疲劳载荷加载方式下泡沫铝的疲劳性能,包括疲劳寿命、疲劳强度以及应力水平等参数的定义方式;讨论了不同因素对泡沫铝疲劳性能的影响,提出通过减小泡孔尺寸和优化泡孔结构均匀性等方法来改善其疲劳性能。此外,从宏观、微观角度出发,对泡沫铝的疲劳失效机理进行了分析讨论。

摘要： 为揭示材料缺陷(包括局部大孔、孔壁缺失和波纹孔壁)在泡沫铝准静态压缩过程中的作用机理,研究材料缺陷对泡沫铝屈服应力和平台应力(10%~30%压缩应变区间的平均应力)的影响,基于二维随机Voronoi模型建立含缺陷泡沫铝的二维有限元模型,采用非线性有限元法模拟泡沫铝准静态压缩过程,通过将模拟结果与泡沫铝准静态压缩试验结果相对比,验证该数值方法的可靠性。研究结果表明:材料缺陷导致泡沫铝屈服应力和平台应力减小,局部大孔和孔壁缺失缺陷造成的应力降幅较大,波纹孔壁缺陷造成的应力降幅较小;材料缺陷造成的应力降幅与泡沫铝孔隙率有关,局部大孔和孔壁缺失缺陷造成的应力降幅受孔隙率的影响较大。材料缺陷是影响泡沫铝准静态压缩力学性能的重要因素,由其造成的泡沫铝屈服应力和平台应力的降幅受孔隙率的影响,在含泡沫铝材料的结构设计中应予以关注。

摘要： 列车在碰撞过程中,车辆底架前端极易发生变形,而现有底架主要设计为承载结构,不具有吸能能力,因此,承载吸能一体式车辆底架结构对列车被动安全保护起到非常重要的作用。为此,采用拓扑优化方法对某列车头车原型车底架前端正面碰撞下的耐撞性能进行改进。根据拓扑优化结果,提出无填充方管四纵梁设计和泡沫填充方管四纵梁设计的2种耐撞性方案,同时与原始方案进行对比。研究结果表明:由这2种优化方案所得的碰撞力峰值均比原始设计方案所得的峰值低,无填充方管四纵梁设计密实化阶段碰撞力上升至2.73035 MN开始卸载,其碰撞力峰值比原始设计值降低51.51%,泡沫填充方管四纵梁设计的吸能量比方管四纵梁设计的吸能量提升12.19%。

摘要： 采用熔体发泡法制备的纯铝基泡沫铝,经负公差直接充填制得了泡沫铝填充铝管复合结构.分析了冲击速度、冲击能量、孔隙率等因素对复合结构缓冲吸能能力的影响,探讨了损伤机理.结果表明:冲击过程可分为初始压缩阶段及渐进压溃阶段.随冲击速度及冲击能量的升髙,外层铝管的褶皱数量增加.缓冲时间多在4ms～7ms,填充髙孔隙率泡沫铝时缓冲时间相对较长.泡沫铝冲击失效主要为剪切作用下的脆性压裂.变形区可分为强致密区、致密区及未变形区,变形区具有"V"形或"X"形特征.

摘要： 为了全面了解泡沫铝夹芯结构在冲击作用下的防护性能,回顾国内外泡沫铝夹芯结构冲击动力学的研究现状,从解析模型、数值仿真与实验研究三个方面进行分类论述;最后对研究方法、内容作了总结,并对今后的研究方向作了展望.

摘要： 本文介绍了泡沫铝吸声研究现状,列举了已取得的成果和现存问题,并提出可进一步研究的课题,尤其是建立泡沫铝吸声模型,并分析了应用前景.更加深入研究闭孔泡沫金属结构和吸声特性的关系，提出优化吸声性能的方法;同时，也需要建立一个闭孔泡沫金属的吸声理论模型，对其吸声性能进行理论上的预测、分析与计算。这些研究对闭孔泡沫金属吸声降噪方面的应用将有着十分重要的指导意义。

摘要： 我国高铁列车快速发展并已经向国际输出,然而高铁列车还存在一些瑕疵需要完善,例如增加防撞结构,提高安全性;改进车厢内饰结构,降低噪声,提高舒适性;改进地板结构,降低振动,提高舒适性;用吸声降噪声屏障替换不降噪的假声屏障,减少噪声对线路两侧居民的侵扰.通过这些改进后,可以显著提高高铁列车性能,提高国际竞争力.总之，高铁列车应该安装车头泡沫铝防撞结构、车厢之间防撞结构，保护高铁列车行车安全和乘客的生命安全。采用泡沫铝吸声板内衬，泡沫铝夹芯地板，可以降低车厢噪声，减少振动，显著提高车厢内舒适性。用泡沫铝声屏障代替现在不降噪的假声屏障，可以显著降低噪声对线路两侧居民的干扰。

摘要： 本文对泡沫铝材料的结构特征进行了全面的概述,并介绍了影响闭孔泡沫铝孔结构各种因素的研究进展.Cu,Mn,Si,Mg等合金元素可以使平均气泡壁厚度发生30％左右的变化,添加金属镁等活性元素有助于制备气泡壁薄、孔隙率高的泡沫铝.孔结构控制与工艺中的黏度、发泡时间、凝固方式等诸多因素有关.改变搅拌时间和发泡时间等工艺参数可以很好地调整泡沫铝孔结构.最后,描述了泡沫铝的孔结构对其准静态力学性能和功能特性的影响,并对泡沫铝孔结构与性能二者关系进行了展望.

摘要： 以大连地区居民生活废弃物-贝壳为发泡剂,研究了贝壳粉在AlSi7Mg熔体中的发泡性能,并对所制备泡沫铝的各种物理性能和力学性能进行了考察.结果表明:使用贝壳可以制备出泡孔均匀、细小的铝泡沫;其发泡性能、物理性能及力学性能均与使用TiH2或碳酸钙发泡制备出来的泡沫铝相媲美,该方法可实现零成本制备的目的.

摘要： 泡沫铝的多孔特性及优异的物理化学性能使得其在吸声减振等多方面具有广泛的应用.本文主要介绍了多孔金属材料泡沫铝的各种制备方法及其基本制备原理,泡沫铝作为一种新型功能材料，能将多种功能结合在一起，虽然泡沫铝密度较低，但是其却有效地发挥着力学性能和结构性能，因而，被广泛地应用在许多领域。

摘要： 泡沫铝具有绝佳的物理性能,其应用非常广泛.本文根据制备出的泡沫铝产品中孔的开闭状态可以将制备方法分为两类:开孔泡沫铝和闭孔泡沫铝,泡沫铝制备方法按照铝的状态可分为三大类:液相法、固相法和电沉积法。最后,提出了在发泡过程中施加外力使泡沫铝均匀化程度提高的优化方法,并且对泡沫铝材料在各个领域的应用进行了展望.

摘要： 本文对粉末挤压成型制备的挤压坯的发泡行为进行了详细研究,明确了挤压方式、发泡温度、发泡时间、发泡剂添加量等发泡工艺参数,以及合金元素Mg的添加量等对泡沫体孔结构及异型件结合方式的影响规律,为泡沫体异型件的制备提供了理论支持.

摘要： 以A356铝锭为原材料,经重熔、加钙增粘、加氢化钛发泡、冷却凝固得到A356铝合金泡沫.比较了铝锭、重熔件、泡沫铝泡壁和无泡层中的凝固组织,发现在发泡工艺过程中A356铝合金的组织发生了显著变化.泡壁组织中包含初生铝相、共晶硅、CaSi2Al2化合物、残余氢化钛、少量的含钙氧化物和微孔.初生铝相是尺寸为0.15mm左右的近球形晶;共晶硅量比原材料大大减少,变质等级略微降低;CaSi2Al2化合物的面积分数高达13％,尺寸13μm左右,与硅相交错排列分布;残余氢化钛的面积分数为1.5％～2.0％,尺寸在44～56μm之间.CaSi2Al2化合物在添加钙粒之后即从熔体中析出,使剩余熔体的液相线温度升高.近液相线机械搅拌和CaSi2Al2化合物的异质形核作用对泡壁形成细小的近球形晶有促进作用.CaSi2Al2化合物、残余氢化钛以及微孔的存在增加了泡壁材料的脆性.不能用原材料的性能代表泡壁材料的性能.

摘要： 本发明涉及一种制备泡沫铝的粉末冶金扩散法及由此制得的泡沫铝和三明治泡沫铝板，属于有色金属技术领域。所述方法具体步骤为：将铝粉、硅粉和铜粉混合，取代传统的铝合金粉末，再和发泡剂和增稠剂混合，经过冷压、热轧或热挤压后，再进行扩散退火步骤，使得材料中铝、硅和铜变为合金相的同时消除裂纹孔洞等缺陷。之后再进行加热发泡制备泡沫铝，或和纯金属板材复合热轧后再进行发泡制备三明治泡沫铝板。本发明方法的优势在于利用纯金属粉末的优异的成形性完成冷压和挤压再进行扩散退火，获得更高品质的发泡前躯体，且泡沫材料成分精确可控可调；所述所述泡沫铝和三明治泡沫铝板的孔径相对均匀，没有大通孔，没有裂纹，力学性能优异。

摘要： 本发明公开了一种用于钎焊泡沫铝的钎料及泡沫铝和铝的钎焊方法，该钎料按重量百分比计的元素成分包括：Al12.0％～18.0％，Ag2.5％～3.5％，Cu3.0％～5.0％，Mg0.1％～0.5％，Be0.01％～0.06％，Sr0.1％～0.3％，余量为Zn。本发明的一种用于钎焊泡沫铝的钎料，该钎料具有较低的熔点，对泡沫铝和铝都具有良好的润湿性及填缝性，钎焊温度在480～500°C，钎料熔化温度较低，钎料熔化均匀，钎焊温度下对泡沫铝和铝不会有明显的过烧现象，同时，该钎料还具有良好的耐腐蚀性能，设计的钎焊工艺实施方便，生产率高，经济性好，最后能获得力学性能良好的钎焊接头。

摘要： 本发明提供一种多功能泡沫铝发泡剂及利用其制备泡沫铝的方法，该多功能泡沫铝发泡剂为硫酸铜或硫酸铜相关衍生物或主要包括硫酸铜组分的混合物，利用上述多功能泡沫铝发泡剂制备泡沫铝的方法是在制备泡沫铝过程中添加泡沫铝原料铝金属质量的0.5％～20％多功能泡沫铝发泡剂，该多功能泡沫铝发泡剂能够应用于制备泡沫铝的熔体发泡法、粉末冶金法、二次发泡法。本发明所提供的发泡剂与制备泡沫铝发泡温度匹配性好、缓释时间长、分散性好、廉价、使用方便，且同时具有增黏、增强的功能。

摘要： 本发明涉及一种吹气法制备泡沫铝装置，包括吹气管、吹气头、直流振动电机及限动板，该吹气管包括水平段和与水平段相连的竖直段，该水平段包括进气端，该竖直段包括出气端，该出气端与该吹气头连接，该吹气管为悬臂梁结构，该进气端为该悬臂梁结构的固定端，该出气端为该悬臂梁结构的自由端，该直流振动电机和该限动板固定设置在该吹气管的水平段，并且，该直流振动电机设置在该固定端和该限动板之间，该限动板能够限制该吹气管在竖直方向的运动。本发明还涉及一种泡沫铝的制备方法。

摘要： 本发明涉及一种制备泡沫铝的粉末冶金扩散法及由此制得的泡沫铝和三明治泡沫铝板，属于有色金属技术领域。所述方法具体步骤为：将铝粉、硅粉和铜粉混合，取代传统的铝合金粉末，再和发泡剂和增稠剂混合，经过冷压、热轧或热挤压后，再进行扩散退火步骤，使得材料中铝、硅和铜变为合金相的同时消除裂纹孔洞等缺陷。之后再进行加热发泡制备泡沫铝，或和纯金属板材复合热轧后再进行发泡制备三明治泡沫铝板。本发明方法的优势在于利用纯金属粉末的优异的成形性完成冷压和挤压再进行扩散退火，获得更高品质的发泡前躯体，且泡沫材料成分精确可控可调；所述所述泡沫铝和三明治泡沫铝板的孔径相对均匀，没有大通孔，没有裂纹，力学性能优异。

摘要： 本发明公开了一种用于钎焊泡沫铝的钎料及泡沫铝和铝的钎焊方法，该钎料按重量百分比计的元素成分包括：Al12.0％～18.0％，Ag2.5％～3.5％，Cu3.0％～5.0％，Mg0.1％～0.5％，Be0.01％～0.06％，Sr0.1％～0.3％，余量为Zn。本发明的一种用于钎焊泡沫铝的钎料，该钎料具有较低的熔点，对泡沫铝和铝都具有良好的润湿性及填缝性，钎焊温度在480～500°C，钎料熔化温度较低，钎料熔化均匀，钎焊温度下对泡沫铝和铝不会有明显的过烧现象，同时，该钎料还具有良好的耐腐蚀性能，设计的钎焊工艺实施方便，生产率高，经济性好，最后能获得力学性能良好的钎焊接头。

摘要： 本发明公开了高比刚度泡沫铝夹芯板制造设备及泡沫铝夹芯板加工工艺，包括支架，支架的表面设置有移动架，移动架与支架相对应的一侧均设置有轴体，支架的两侧均设置有放置板，放置板的表面设置有限位装置，限位装置包括固定架，固定架与放置板的表面固定连接，固定架的纵截面呈U形，固定架的表面开设有两个滑孔一，滑孔一的内壁滑动连接有限位杆，限位杆的表面开设有滑孔二，滑孔二的内壁两侧均开设有圆孔二，通过设置限位装置，便于对运输的板体进行导向，可以有效地降低了设备在运输过程中出现偏移，导致两侧与设备之间出现刮擦的现象，降低了设备偏移导致加工出错影响板体质量的情况，进而提高了设备整体的稳定性。

摘要： 本发明涉及材料技术领域，具体而言，涉及一种泡沫铝结构件的制备方法及泡沫铝结构件。所述制备方法包括以下步骤：对泡沫铝基体进行表面处理；按设定尺寸制备橡胶胶料；将所述橡胶胶料包裹在泡沫铝基体的表面，放入硫化模具中；将所述模具合模，排出所述泡沫铝基体与所述橡胶胶料的接合面处的气体；将所述橡胶胶料在设计的温度、压力和时间下硫化成型，在泡沫铝基体的表面形成包覆的橡胶层；到达硫化时间后开模，制得泡沫铝结构件。本发明泡沫铝结构件的制备方法通过硫化工艺在泡沫铝基体表面包覆橡胶层，结构件具有橡胶表面，不会有碎渣掉落，改善了人机环境，同时橡胶层能够提升泡沫铝结构件的抗冲击性能。

摘要： 本发明涉及轻质泡沫铝夹芯板的一体化制备方法，包括步骤1，以铝或铝合金粉末为基体材料，以TiH2为发泡剂并对TiH2进行表面氧化处理；步骤2，将上述的基体材料和发泡剂按照设定比例进行混合，得到泡沫铝前躯体混合粉料；步骤3，选用铝或铝合金板材作为上板面和下面板，将所述下面板置于成型模具的型腔内，将所述泡沫铝前躯体混合粉料均匀铺设于所述下面板的上层，再将所述上板面置于所述泡沫铝前躯体混合粉料的上层，进行压制，得到泡沫铝夹芯板前躯体；步骤4，将发泡模具加热至温度T1，将所述泡沫铝夹芯板前躯体预加热至温度T2后放入所述发泡模具的型腔内，保温发泡，发泡结束，移除所述发泡模具，冷却，得到所述的轻质泡沫铝夹芯板。

摘要： 本发明涉及空投箱技术领域，具体的说，是一种泡沫铝空投箱缓冲模块，及具有该缓冲模块的泡沫铝空投箱，所述的泡沫铝空投箱缓冲模块包括至少两层叠合的泡沫铝板及间隔布置在相邻泡沫铝板之间的压簧，所述的压簧处于压缩状态，泡沫铝板的边缘设有卡块用于卡接固定多层泡沫铝板，所述的卡块包括与外侧的泡沫铝板的板面贴靠的第一、第二卡壁，第一、第二卡壁上设有间隔布置的连接孔，连接孔内设有螺钉并紧固到泡沫铝板的板身上；本发明提供的泡沫铝空投箱缓冲模块，在叠合的泡沫铝板之间设置压簧，泡沫铝板具有高吸收冲击能力，配合压簧进行缓冲，该双重冲击吸收能力避免了泡沫铝空投箱在触地撞击时对内容物的伤害。