泡沫铝的相关性能及应用研究

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1、辽宁工程技术大学硕士学位论文泡沫铝的相关性能及应用研究姓名：王萍萍申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：于英华20031201辽宁，【程技术大学硕士学位论文摘要泡沫铝是近年来发展起来的一种新型功能材料。目前国外对泡沫铝的研究己较深入并已成功应用到若干领域。而国内对其研究明显不足，性能研究较少，应用研究还仅限于吸声结构，其它方面几乎没有涉及。本文针对这种研究现状进行了如下研究：考虑到泡沫铝结构中有大量孔洞，其力学性能必然有所损失，提出向泡沫铝孔洞中浸渗高分子材料，制备了三种不同浸渗材料的泡沫铝基复合材料，将它们与

2、纯泡沫铝对比，通过力学实验和阻尼测试得出复合材料的力学和阻尼性能均得到提高；针对泡沫铝及其复合材料的特性，探索研究了它们在机械行业中的几个应用实例：作为齿轮阻尼环，抑制齿轮振动和噪声；在汽车保险杠中的应用；在机床工作台中的应用。通过理论分析和用ANSYS软件进行数值模拟分析证明了泡沫铝材料在这些应用中的合理性和优越性。关键词：泡沫铝复合材料阻尼应用研究有限元ABSTRACTFoamedaluminumisanewfunctionalmaterialdevelopedrecently，Nowthestudyoffoamedal

3、uminumisquitedeepandhasappliedtosomefieldsoverseas．Butthestudyofthismaterial1sdeftcientinourcountry．Accordingtothisactuality,undermentionedstudieswerecarfiedout．StrengthoffoamedaluminumislowerthancompactA1becauseofholes，Anewcompositematerialwasmadebypenetratingvisc

4、oelasticmaterialsintheholesoffoamedaluminumandcomparedwithfoamedaluminum．Itindicatedthatthestrength科comDositematerialincreasedandtheimpactiveanddampingpropertiesincreasedremarkably．It’sappliedintheshockabsorptionofgears，dampingringmadeoffoamedaluminum·Themechanlcal

5、modelofgearanddampingringsystemwasestablishedandmadetheoreticalanalysistoshowit’sexcellencecomparingtraditlo衄Jmaterialsofdampingring．AtlastweimitatedthebumperandworktableofmachinetoolsmadeoffoamedaluminumusingANSYSsoftwaretoindicatetheirsuperiority．Keywords：foameda

6、luminumcompositematerialdampingstudyofapplicationfiniteelement辽宁工程技术大学硕士学位论文l绪论1．1多孔泡沫金属材料的研究进展在传统的工程材料中，孔洞(宏观的或微观的)被认为是一种结构缺陷，因为它们往往是裂纹形成和扩展的中心，对材料的物理、化学、力学以及其它性能等产生不利影响。但是，当材料中孔洞的数量增加到一定程度后(15％)，材料就会因孔洞的存在而具备许多优异的性能，从而形成了一个新的材料门类，这就是所谓的多孔材料[1】。多孔泡沫金属材料是一种金属基体中含有一

7、定数量、一定尺寸孔径、一定孔隙率的金属材料，由金属骨架和孔隙组成。关于多孔泡沫金属的研究可以追溯到本世纪四十年代。Sosnik于1948年最早提出利用汞在熔融铝中气化而制取泡沫铝合金的想法。Ellist发展了这一想法，并于1956年成功地制取了泡沫铝。70年代美国在空间实验室进行熔体发泡实验制取泡沫铝，但未取得实质性进展。80年代后期，日本学者经过二十多年的研究，在熔体泡沫化制各过程中采取粘度控制等一系列措施，取得重要进展，进入工业化起步阶段。多孔金属材料真正得到发展是八十年代以后，其中起关键作用的是日、美、德等国，他们不仅

8、在制各工艺上取得了突破性的进展，而且已经在交通、建筑、包装等领域获得了成功的应用。与国外相比，我国对泡沫金属材料的研究起步较晚。我国的泡沫金属的研究工作大约到80年代才由国内一些研究机构如东南大学、贵州科学院、同济大学、四川大学、哈尔滨工业大学、太原重型机械学院、洛阳工学院等单位开始系统研