泡沫鋁填充管結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究.pdf

1、以泡沫金屬為填充材料制備而成的填充管結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)、高吸能、高比強(qiáng)度等特點(diǎn)，不僅提高了結(jié)構(gòu)承載力，而且可以減小能耗，降低大氣污染等，在航空航天、交通運(yùn)輸、環(huán)保、能源及工程建筑等領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用。
　　本文研究了泡沫鋁填充管結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。首先對(duì)泡沫鋁填充單管結(jié)構(gòu)在準(zhǔn)靜態(tài)軸向壓縮及三點(diǎn)彎曲條件下的力學(xué)性能進(jìn)行研究;再提出泡沫鋁填充雙管結(jié)構(gòu)，并對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行研究;此外，通過Marc有限元模擬軟件對(duì)泡沫鋁填充管的準(zhǔn)靜態(tài)軸向壓縮及三點(diǎn)彎

2、曲過程進(jìn)行模擬，并將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。
　　對(duì)不同高徑比和徑厚比的鋁合金空管及泡沫鋁填充管進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)軸向壓縮實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:高徑比相同時(shí)，泡沫鋁填充管的徑厚比越大，結(jié)構(gòu)越容易發(fā)生變形;徑厚比相同時(shí)，高徑比對(duì)結(jié)構(gòu)變形的影響不明顯;泡沫鋁填充管結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能明顯優(yōu)于鋁合金空管，結(jié)構(gòu)的變形過程更加穩(wěn)定，管壁上出現(xiàn)的褶皺分布更加均勻;泡沫鋁填充雙管結(jié)構(gòu)的承載性能和吸能性能要優(yōu)于泡沫鋁填充單管;在相同壓下量時(shí)，泡沫鋁填充管的吸

3、能量總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋁合金空管，但鋁合金空管的單位質(zhì)量能量吸收率均高于泡沫鋁填充管結(jié)構(gòu)。
　　對(duì)泡沫鋁填充方管結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)。分析了管壁材料、管壁厚度、泡沫鋁填充長(zhǎng)度、跨距、內(nèi)管填充等參數(shù)對(duì)填充管結(jié)構(gòu)彎曲性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:管壁材料為鋁合金時(shí)，填充管結(jié)構(gòu)容易發(fā)生斷裂，結(jié)構(gòu)抗彎能力差;管壁材料為不銹鋼時(shí)，結(jié)構(gòu)承載能力和吸能能力都得到明顯提高;部分填充管結(jié)構(gòu)仍能承受較高載荷，且單位質(zhì)量能量吸收率和全填充結(jié)構(gòu)相近;減小跨距