开孔泡沫铝的动态压缩及冲击波衰减特征

来源 :中国科学院固体物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tonyyu9
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第一章简要介绍了泡沫材料的基本性质和应用,泡沫金属和几种常见制备工艺,并对泡沫铝的研究背景作了简要的回顾,阐明了该课题研究开展的必要性和重要性.第二章介绍了该工作实验样品的制备方法和所有的两个重要实验设备(分离式Hopkison杆和一经氢气炮)的测量原理.该工作所用的通孔泡沫铝都是由我们自行设计的渗流装置制备的.分离式Hopkison杆和一级氢气炮是两套常用的测量材料动态力学性能的实验设备.在第三章中,我们在万能材料测试系统(MTS)和分离式Hopkison杆(SHPB)上测量了通孔泡沫铝准静态条件下和动态条件下的应力应变曲线,考察了孔径和应变率对泡沫铝应力应变行为的影响.在第四章中,我们在一级氢气炮上开展了通孔泡沫铝对高压冲击波的衰减实验,讨论了泡沫铝在较宽范围内(60MPa~1600MPa)冲击波的衰减规律,得到了通孔泡沫铝的Hugoniot方程和相应的材料参数.第五章是全文总结,概述了该工作得到的一些主要结论并提出了对泡沫金属材料未来研究的展望.该工作主要得到了以下几个主要结论:(1)在相同应变率实验中,对于孔径平均值分别为0.4mm、0.75mm、1.5mm和2.5mm的泡沫铝,其准静态(10<-3>S<-1>)和动态(600s<-1>和2000s<-1>力学行为均和孔径无关.(2)在相同孔径条件下,应变率分别为10<-3>s<-1>、600s<-1>和2000s<-1>时,随应变率增大,泡沫铝的屈服应力和流变应力随之增大,有非常明显的应变率效应.(3)无论在应变率为600s<-1>还是2000s<-1>,合金泡沫铝的流变应力都较泡沫纯铝的应变率效庆明显.(4)泡沫铝具有极好的衰减高压冲击波的效果.泡沫铝对较宽范围内(60MPa~1600MPa)冲击波衰减均符合指数规律.在60MPa~1600MPa压力范围内,冲击波传过4mm厚的泡沫铝样品时,大约70﹪的峰值压力被衰减,当传过12mm后,峰值压力衰减的比例达到90﹪.
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