合金化与孔结构及填充物对泡沫铝压缩行为的影响

摘要

本文主要研究了泡沫铝基体的合金化、泡孔结构的变化以及所含填充物对其准静态和动态下的压缩应力-应变行为、力学性能及吸能性的影响.采用加压渗流法制备了开孔泡沫纯Al、泡沫AlSi12合金、泡沫AlSi12Mg0.4合金和泡沫AlSi8Cu1.6Mg0.4合金,研究了Si、Mg和Cu元素的合金化对泡沫铝准静态压缩性能和吸能性的影响.通过向开孔泡沫AlSi12合金的泡孔中渗流液态硅橡胶的方法制各了含硅橡胶填充物的泡沫铝合金,并且对这种含硅橡胶的泡沫铝合金进行了准静态和动态压缩试验,研究了硅橡胶对泡沫铝合金力学行为的影响.本文还用有限元模拟和实验方法相结合,研究了泡沫铝中大、小孔径的泡孔按不同比例相混合的结构对力学性能的影响.

目录

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第一章绪论

1.1引言

1.2泡沫金属的结构和表征

1.3泡沫金属的制备方法

1.4泡沫金属的性能特征及其研究进展

1.4.1泡沫金属的力学性能和吸能性

1.4.2吸声性能

1.4.3电磁屏蔽性能

1.4.4阻尼性能

1.4.5热学性能

1.4.6其他性能

1.5泡沫金属的应用范围

1.5.1轻质结构材料

1.5.2吸能及冲击防护材料

1.5.3阻尼及吸声材料

1.5.4功能材料

1.6存在的问题和本文的主要工作

第二章基体合金化对泡沫铝压缩力学行为的影响

2.1引言

2.2实验过程及方法

2.2.1试验材料和泡沫铝的制备

2.2.2泡沫铝合金的热处理

2.2.3金相组织观察

2.2.4布氏硬度的测试

2.2.5准静态压缩实验

2.3实验结果及讨论

2.3.1渗流过程对泡沫铝微观组织的影响

2.3.2变质处理与合金化对铝合金硬度的影响

2.3.3变质处理对泡沫AlSi2合金压缩行为的影响

2.3.4合金化对泡沫铝压缩性能的影响

2.3.5合金化和变质处理对泡沫铝吸能性的影响

2.3.6吸能效率

2.3.7热处理对泡沫铝压缩性能和吸能性的影响

2.4结论

第三章填充硅橡胶对泡沫铝动态压缩行为的影响

3.1引言

3.2材料制备与试验方法

3.2.1含硅橡胶泡沫铝试样的制备

3.2.2准静态压缩实验设备及方法

3.2.3动态压缩实验原理及方法

3.3实验结果及分析

3.3.1含硅橡胶泡沫AlSi12合金的准静态应力-应变特征

3.3.2硅橡胶对泡沫铝的动态压缩行为的影响

3.3.3应变率对泡沫铝动态压缩行为的影响

3.3.4填充硅橡胶对泡沫铝动态压缩吸能性的影响

3.4结论

第四章孔结构的不均匀性对泡沫铝力学性能的影响

4.1引言

4.2孔结构不均匀性对泡沫铝力学性能影响的有限元模拟

4.2.1泡沫铝力学模型的建立

4.2.2有限元模拟结果

4.3实验验证

4.3.1不规则孔泡沫铝的制备

4.3.2准静态压缩实验

4.3.3准静态压缩实验的结果

4.4结论

第五章总结与展望

5.1全文总结

5.2对今后工作的展望

参考文献

硕士期间发表的论文