闭孔泡沫铝动态压剪性能实验与分析

"闭孔泡沫铝的动态压剪性能研究" 闭孔泡沫铝是一种轻质、高强的多孔材料，广泛应用于航空航天、汽车工业以及能量吸收等领域。这篇由叶福庆和赵桂平发表的论文深入探讨了闭孔泡沫铝在动态压剪条件下的力学性能。研究采用了改进的分离式Hopkinson压杆实验装置，这是一种常用于研究材料动态响应的实验方法，能够模拟高速冲击条件下的力学行为。 实验中，闭孔泡沫铝的孔隙率被控制在70%-92%的范围内，通过改变孔隙率可以研究其对材料性能的影响。研究人员利用高速摄影仪记录了试件在压剪加载过程中的实时变形情况，这有助于理解材料在受力状态下的内部结构变化。 在实验过程中，观察到闭孔泡沫铝在压剪载荷下形成了明显的压剪带，即材料局部应力集中区域，此处的破坏程度最为严重。此外，论文还分析了应变率效应对材料性能的影响，发现低孔隙率的闭孔泡沫铝对应变率更为敏感，表现出明显的应变率效应，而高孔隙率的材料则相对不敏感。 通过有限元软件ABAQUS的数值模拟，进一步研究了闭孔泡沫铝的动态压剪加载过程，模拟结果与实验数据相吻合，验证了模型的准确性。分析指出，随着试件倾角的增大，闭孔泡沫铝的屈服强度下降，剪切应力增加，这意味着材料在不同角度下的响应有所不同。同时，试件出现屈服的时间随着倾角的增加而缩短，这可能与应力分布的变化有关。 关键词涉及的闭孔泡沫铝、Hopkinson压杆实验、压剪加载和应变率效应，揭示了该研究的核心内容。闭孔泡沫铝的这些特性对于设计和优化轻量化结构，特别是在需要考虑动态载荷和能量吸收的应用中，具有重要的理论和实践意义。这篇论文为理解和改善闭孔泡沫铝在动态环境下的力学性能提供了宝贵的数据和理论支持。