二元孔结构对开孔泡沫铝力学性能的影响

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1、下半月出版Material&HeatTreatment~材料热处理技术二元孑L结构对开孔泡沫铝力学性能的影响胡孔刚，杜大明，魏健宁，于福义(1．丸江学院材料科学与工程学院，江西九江332005；2．九江学院理学院，江西九江332005)摘要：采用有限元模拟了不同孔径比和体积比的二元孔径结构对开孔泡沫铝力学性能的影响，并取得了相应参数。用渗流法制备出相应孔参数的泡沫铝，并对其进行压缩试验加以验证。模拟和实验结果均表明，当泡沫铝的孔结构由大、4,：fL按一定的尺寸比和体积比组成时，泡沫铝的强度和刚度显著提高，孔径尺寸比和体积比分别为0．40～0．45和0．07

2、～0．12是最优的。关键词：开孔泡沫铝；有限元分析；力学性能；二元孔结构中图分类号：TG146．21文献标识码：A文章编号：1001．3814(2009)20—0057—04EffectOfDual—sizeCellularStructureonMechanicalPropertiesofOpen．eellAluminumFoamsHUKonggang，DUDaming，WEIJianning2，YUFuyi(1．DepartmentofMaterialScienceandEngineering,JiujiangCollege，Jiujiang332005

3、，Chin~"2．c0ffegeofScience，JiujiangCollege，Jiujiang332005，China)Abstract：Theefectsofdual—sizecellularstructurewithdiferentporesizeandvolumeproportiononmechanicalpropertiesofopen—cellaluminumfoamswereinvestigatedusingfiniteelementsimulation，andcorrespondingparameterswereobtained．The

4、aluminumfoamswithcorrespondingporeparameterswerepreparedbyinfiltrationprocess．Thequasi—staticcompressiveexperimentswereconductedonthematerialsinordertochecktheFEAsimulativeresults．TheexperimentalandFEAsimulativeresultsindicatethatthes~engthandstiffnessoftheopen—cellaluminumfoamsin

5、creaseobviouslywhentheporestructureconsistsofbigcellandsmallcellinthepropersizeandvolumeratio．TheoptimalsizeandvolumeratiobetweensmaflcellandbigcellisO．40～0．45andO．07～0．12．respectively．Keywords：open-cellaluminumfoams；finiteelementanalysis；mechanicalproperties；dual—sizecellularstru

6、cture泡沫金属由于其低密度、高比强度、低磁导60％～7O％。Simone等用有限元分析法研究了率、低热导性、良好的阻尼性能和优异的吸能性具基体材料分布对金属泡沫的刚度和强度的影响。有广阔的应用前景【1-2]。研究表明，泡沫材料的力学ZHU等人【Iq研究了孔排列分布对弹性模量的影响．性能是由其胞孔结构、相对密度和基体金属的力结果表明。孔结构的不均匀分布能够提高泡沫铝学性能所决定的。但其他参数，如孑L尺寸大小、的弹性模量和稳定性。因此，在基体材料确定的情孔不均匀和孔形状，都可以影响到泡沫材料的力况下，进一步探讨孑L结构对其力学性能的影响，对学行为。对于实际

7、的泡沫材料。泡孔大小和基优化和提高泡沫铝的力学性能具有重要意义。体材料分布往往是不均匀的，特别是由渗流法制1孔结构不均匀性对泡沫铝力学性备的开孔泡沫铝，大量基体材料集中分布在孔棱及相交的结点上。Warren等【s]分析了低密度的蜂能影响的有限元模拟窝材料．当基体材料由孔棱中部移向结点时，弹性1．1混合孔径泡沫铝力学模型的建立模量增加：开孔泡沫的孑L棱截面形状由圆形或方采用渗流铸造法制备泡沫铝，其孔结构是由形变成结点形状时。能够把泡沫的刚度提高到食盐的堆积体决定的，食盐颗粒形状及堆积方式收稿日期：2009．03—22的无规则性决定了泡沫铝的孑L结构是不均匀的

8、。基金项目：江西省自然科学基金资助项目(0550050)为了简化实