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闭孔泡沫铝缓冲性能及其变形失效机理研究

杨永顺 , 杨哲 , 虞跨海 , 梁斌 , 康兴国

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.08.019

在闭孔泡沫铝的准静态压缩实验基础上，研究不同孔隙率下的力学性能和吸能性能，分析其压缩变形机理。结果表明，闭孔泡沫铝的压缩过程存在明显的3个阶段：线弹性阶段、塑性平台阶段和致密化阶段。随着孔隙率的增大，闭孔泡沫铝的屈服强度、弹性模量和压实应力均减小。在压缩过程中，吸能效率和理想吸能效率均是先上升后下降。孔隙率对吸能效率影响较大，对最大理想吸能效率影响不大。将理想吸能效率曲线和吸能效率曲线结合可以选择合适的缓冲材料，发挥其最佳吸能特性。闭孔泡沫铝在准静态压缩条件下有良好的塑性变形能力，变形呈逐层破坏的特征。

关键词: 闭孔泡沫铝 , 准静态压缩 , 力学性能 , 吸能性能 , 变形机理

闭孔泡沫铝压缩行为的有限元仿真

杨哲 , 杨永顺 , 虞跨海 , 梁斌 , 康兴国

兵器材料科学与工程

用DEFORM-3D有限元软件对闭孔泡沫铝的压缩行为进行模拟，探讨不同孔隙率和孔径对压缩力学特性的影响，研究孔隙率、孔径对能量吸收和吸能效率的影响。结果表明：在准静态条件下，闭孔泡沫铝的压缩过程存在线弹性阶段、塑性平台阶段和致密化阶段；闭孔泡沫铝的抗压缩能力、吸收能力随着孔隙率的减小而增强；当孔隙率为50%，孔径分别为1.0、2.0、3.0 mm，孔径对闭孔泡沫铝的压缩性能和吸能性能影响不大；将理想吸能效率曲线和吸能效率曲线结合可以选择合适的缓冲材料，并发挥其最好吸能特性。

关键词: 闭孔泡沫铝 , 准静态压缩 , 力学特性 , 吸能性能 , 有限元仿真

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