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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

温度梯度下薄壁圆管试件拉伸性能的试验与理论研究

侯乃先 , 岳珠峰 , 于庆民 , 虞跨海 , 朱振涛

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.03.009

开发了一个温度梯度试验系统,在不同温度以及温度梯度下对薄壁圆管试件进行拉伸试验.采用有限元软件模拟得到不同温度下材料的真实应力应变关系,采用计算流体软件对冷却薄壁圆管试件进行流固耦合传热分析,并将得到的温度载荷通过温度插值程序传递到有限元模型中.根据拟合得到的不同温度的材料性能,模拟温度梯度下拉伸过程,模拟结果与试验结果相吻合,结果表明:在目前的温度梯度下,温度梯度对材料的拉伸性能有一定的影响,但影响较小,可以采用通用的数值方法研究存在温度梯度的拉伸性能.

关键词: 温度梯度 , 薄壁圆筒 , 数值模拟

基于孔隙率累积增长的闭孔泡沫材料三维随机建模?

虞跨海 , 刘奋

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.09.014

提出了1种基于随机造型的椭球空腔闭孔泡沫材料三维几何建模方法。基于几何空间均匀分割得到层叠胞元空间，每个胞元空间内随机生成一个球体以形成基础孔隙造型，球体空腔均匀度因子控制基础造型随机性；胞元空间逐次随机生成若干球体空腔并通过相交特性判定，累积得到有效空腔造型，结合基于优化搜索的孔隙率自适应增长算法，提高空腔造型效率，实现目标孔隙率控制建模；考虑泡沫材料工艺及其真实几何特性，实现泡沫材料大空腔和连通缺陷建模。

关键词: 闭孔泡沫材料 , 随机造型 , 椭球相交 , 孔隙率累积增长

单晶冷却叶片气膜孔附近的蠕变持久寿命分析

侯乃先 , 虞跨海 , 岳珠峰

稀有金属材料与工程

从单晶冷却叶片中取出一个包含气膜孔的单胞模型,在流体和传热分析的基础上,给出了含气膜孔模型的气动载荷和温度分布.建立了一个晶体有限元模型,根据不同取向的蠕变参数,对单胞模型进行蠕变及持久寿命分析.结果表明,气膜孔附近存在一个明显的温度梯度.温度梯度使模型的位移和等效应力的分布产生梯度.温度梯度对气膜孔周围蠕变持久寿命的影响比较大,且对[111]取向的蠕变持久寿命的影响要大于[001]方向.

关键词: 镍基单晶 , 温度梯度 , 气膜孔 , 蠕变持久寿命

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