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高比强泡沫铝合金实现了结构材料的轻质多功能化,成为二十一世纪先进国家高技术领域的前沿热点材料之一。但是迄今为止,如何提高高比强泡沫铝合金吸能性能、连结预埋技术及小能量冲击性能还未见文献报导,本文进行了探索性研究。
设计并制造了泡沫铝合金中空层合管,在该设计下可以实现轻质化(p>83%,ρ<1),反映压缩吸能的σ-ε曲线与国外已有工作相比变化平稳;压缩比强度、比刚度均可达到泡沫铝合金的3倍,弯曲强度超过泡沫铝合金本身的抗压强度;单位体积的吸能能力可达泡沫铝合金的6倍,同时吸能效率可保持60%以上。
连结预埋技术的研究表明:自攻螺钉和木螺钉预埋在泡沫铝合金中粘胶均比不粘胶的性能有很大提升,但木螺钉的效果要比自攻螺钉的效果更好。改变螺钉的参数可提高其在泡沫铝合金中的抗拉能力,可根据泡沫铝合金本体结构的抗破坏能力,安全设计应用的螺钉的尺寸。用粘胶的方式预埋圆柱体或者带内螺纹的圆柱体,其粘结强度高于泡沫体本身的强度。因而预埋技术有更广泛的应用前景。
高比强泡沫铝合金的小能量冲击研究结果证明了泡沫铝合金在冲击状态下在传播力平台阶段与准静态下的行为有相似性,冲击状态下吸能能力和冲击速度有关。在低速度冲击高比强泡沫铝合金过程中,使冲击头具有较恒定的减加速度,且随冲击速度的影响不明显。
为了适应上述三种研究的需求,制备了高比强泡沫铝合金Ⅰ,并研究了其孔隙率变化规律。