闭孔泡沫铝

摘要： 基于MATLAB中的随机球模型,开发迭代算法,构建一系列孔径、孔隙率差异组合的闭孔泡沫铝三维仿真模型。通过模型转换后,应用COMSOL自带的经典热学方程求解闭孔泡沫铝板的导热系数,得出了中高孔隙率范围内闭孔泡沫铝等效导热系数,对各个模型的结果进行分析,总结出了闭孔泡沫铝导热系数变化规律,该模型得出的导热系数基本符合满足理论公式的规律:泡沫铝材料随孔隙率的提高导热系数规律减小,依据模拟数据求解出孔隙率在50%~70%的闭孔泡沫铝导热系数为原基体材料的38.8%~22.1%等规律,并给出泡沫铝导热系数预测曲线。研究结果对闭孔泡沫铝导热性能研究具有重要的意义。

摘要： 为研究闭孔泡沫铝厚度及密度变化对其静态力学性能和吸能特性影响,采用液压式WE-1000万能试验机对其进行静态压缩试验。结果表明:泡沫铝厚度由50 mm增加到100 mm,致密化应变和能量吸收分别增长10%~28%、30%~50%,而弹性模量和平台应力基本保持不变;闭孔泡沫铝的密度从0.35 g/cm^(3)增加到0.65 g/cm^(3),其弹性模量增加了32%~132%、能量吸收量增长44%~95%、屈服平台应力提高了35%~130%,致密化应变降低了6%~16%;相比于低密度闭孔泡沫铝,高密度闭孔泡沫铝吸能较多,但吸能效率偏低。

摘要： 目的探究温度和孔隙率对闭孔泡沫铝材料压缩力学性能和变形机理的影响。方法将孔隙率为84.3%~87.3%的泡沫铝试件在温度25~700°C内进行加热处理,对处理后的试样开展准静态压缩实验。结果在准静态压缩条件下,闭孔泡沫铝材料在不同温度加热处理后的压缩应力-应变曲线均经历了3个阶段:弹性阶段、塑性平台阶段和密实阶段。孔隙率从87.3%减小到84.3%时,其弹性模量增大了44.4 MPa,屈服强度增大了0.39 MPa,平台应力增大了0.94 MPa。孔隙率为84.3%的泡沫铝,在25°C时,其弹性模量为141.4 MPa、屈服强度为4.25 MPa、平台应力为4.75 MPa;当加热温度为500°C时,弹性模量减小到了128.0 MPa、屈服强度减小到了4.22 MPa、平台应力减小到了4.51 MPa。结论泡沫铝的弹性模量、抗压屈服强度和平台应力均随孔隙率的增加而减小;加热温度低于500°C以下时,泡沫铝材料力学性能变化很小,但屈服强度和弹性模量均小幅度降低;在压缩载荷下,泡沫铝的变形破坏模式呈现出先从试件铝基体较薄弱部分产生孔壁塑性变形、孔洞坍塌,并逐渐出现断裂压缩带,直至泡沫铝孔洞完全坍塌密实。

摘要： 为了探讨不同温度下闭孔泡沫铝压缩性能,将不同孔隙率泡沫铝在-30°C到800°C的温度范围内进行处理,对处理后的试件进行静态压缩试验,分析加温温度对闭孔泡沫铝的力学性能影响。通过试验表明,不同温度处理的泡沫铝的压缩应力应变曲线与常温条件下相同,具有明显的线弹性阶段、屈服平台阶段和强化阶段;当温度低于600°C时,泡沫铝性能变化很小;当温度高于600°C时,泡沫铝表现出明显的温度软化效应,屈服强度和弹性模量明显降低。高温处理后泡沫铝的应力应变公式中引入温度软化项,并应用该公式对不同温度处理后泡沫铝的实验数据进行拟合,拟合效果很好。

摘要： 基于X射线电子计算机断层扫描技术,建立了反映闭孔泡沫铝真实结构的三维有限元模型.对闭孔泡沫铝准静态和动态压缩力学性能进行了实验和数值模拟,分析了闭孔泡沫铝的变形特性及力学性能,验证了模型的可靠性.结果表明,准静态压缩下,试件主要沿加载轴45°方向产生塑性变形.压缩速率为低速时,其变形模式与准静态相同.闭孔泡沫铝试件截面上结构薄弱处首先出现应力集中,材料达到塑性屈服.在高速压缩下,试件加载端首先达到塑性屈服.比较闭孔泡沫铝不同应变率下的屈服强度,动态压缩下的屈服强度远高于准静态压缩下的.应变率280~700 s^(-1)下,其屈服强度变化不明显,应变率继续升高至2000 s^(-1),屈服强度略微提高.

摘要： 采用粉末冶金快速发泡法制备Al-7 Si闭孔泡沫铝,研究使用高导热发泡模具后制备工艺参数对泡沫铝膨胀率、孔隙率、泡孔个数与孔径的影响.结果表明:在450～550°C时对氢化钛预氧化处理1 h可细化颗粒尺寸,提高氢化钛开始分解温度和最大分解速率温度.过度预氧化处理会导致氢化钛释气量下降,获得的试样膨胀率较低.发泡温度的提高有助于提高泡沫铝膨胀率和泡孔个数,对孔隙率和平均孔径影响较小,但温度过高会使得试样顶部低圆度裂纹状泡孔分布范围增加.发泡模具的使用有助于约束膨胀方向,提高冷却过程中孔径均匀程度.粉末冶金快速发泡法可获得均匀泡孔结构泡沫铝.采用450°C预处理90 min的氢化钛作为发泡剂,发泡温度为720°C,发泡时间为160 s时可获得孔隙率为78.1％,孔径为(2.29±0.8)mm,并具有最优泡孔结构的泡沫铝材料.

摘要： 针对微型汽车在侧面碰撞时,门槛梁和立柱变形较大的问题,采用Hyperworks和LS/DYNA有限元软件,研究了闭孔泡沫铝填充门槛梁结构对微型汽车的侧碰安全性.根据门槛梁的结构特点填充闭孔泡沫铝,并依据C-NCAP侧面碰撞法规进行了非填充和填充闭孔泡沫铝门槛梁结构的整车有限元模型进行了数值仿真,分析两种结构下门槛梁的变形情况和侵入量、 侵入速度等参数对时间的曲线.研究结果表明:填充闭孔泡沫铝的门槛梁结构变形量小,侵入量大幅度降低,具有更好的碰撞安全性,在改善汽车的侧面碰撞安全性具有较好的应用前景.

摘要： 在闭孔泡沫铝的唯象本构模型中,泊松比是一个非常关键的参数,为了探究闭孔泡沫铝泊松比变化规律研究结果存在分歧的原因,认识闭孔泡沫铝泊松比变化规律中特征点的物理意义,采用数值模拟方法,建立了闭孔泡沫铝的3D-Voronoi模型及2D-Voronoi模型,对模型进行侧面位移耦合单轴压缩边界条件下的仿真分析;基于闭孔泡沫铝本构模型的唯象特性,对闭孔泡沫铝变形模式的研究同样十分重要,为明确其三轴压缩下的变形模式,对闭孔泡沫铝的3D-Voronoi模型进行侧面位移受限轴向压缩边界条件下的仿真分析.研究结果表明,常规壳单元接触中的厚度减薄特性是闭孔泡沫铝泊松比变化规律的研究结论存在分歧的原因,但厚度减薄不影响泡沫铝模型致密前胞孔结构的变形模式;闭孔泡沫铝泊松比的准确变化规律为"增高-降低-再增高"的"S"型曲线,并且,曲线极大值对应闭孔泡沫铝吸能效率的增速下降点;等比压缩应力状态下,闭孔泡沫铝存在四种侧面变形模式,分别为"(短期)压缩变形→膨胀变形"、"压缩变形→膨胀变形→压缩变形→膨胀变形"、"压缩变形→(短期)膨胀变形"及"压缩变形".

摘要： 在准静态条件下,用ABAQUS有限元软件对闭孔泡沫铝的压缩行为进行了有限元模拟,讨论了结构参数对其压缩力学性能及能量吸收的影响.结果表明:在准静态条件下,当孔隙率相同时,泡沫铝材料的屈服平台应力随着孔径的增大而减小;泡沫铝中孔洞的联通结构和大孔缺陷对屈服平台应力影响不大;泡沫铝材料的屈服平台应力随着孔隙率的增大而降低;当孔隙率为60％时,材料单位质量吸收的能量最多.

摘要： 分别采用强旋搅拌和出气孔平动方法，利用铝熔体-空气发泡技术法制备了泡沫铝试样，研究了这两种不同铝熔体发泡方法对泡沫铝的胞尺寸均匀性和压缩性能的影响。实验结果表明，采用铝熔体的强旋搅拌发泡法不能获得胞尺寸均匀的闭孔泡沫铝，而采用出气孔平动法可以使泡沫铝的孔隙尺寸和分布均匀性得到根本改善，获得孔隙尺寸均匀的泡沫铝。泡沫铝的屈服强度随其密度增加而提高。胞尺寸均匀的泡沫铝的屈服强度比同密度不均匀胞尺寸的泡沫铝提高20%。胞尺寸均匀的泡沫铝的弹性模量与密度的关系服从相关系数大于99%的线性公式，而胞尺寸不均匀泡沫铝的实验数据离散性较大。非均匀胞尺寸泡沫铝的能量吸收性能优于同密度的均匀胞尺寸泡沫铝。

摘要： 本文通过对三种孔隙率的闭孔泡沫铝在不同应变率下的分离式Hopkinson动态压缩实验和有限元模拟，对泡沫铝的应变率敏感性进行了讨论。在应变率从准静态至2500s-1的范围内，相同孔隙率的泡沫铝静、动态单轴压缩的变形模式相似，不同孔隙率的泡沫铝变形模式存在差异，高孔隙率和低孔隙率泡沫铝的应变率敏感性不同。基体材料的应变率敏感性决定了泡沫金属应变率敏感性；微惯性，波效应和孔内气体压力不会对泡沫铝的平台应力产生明显影响。

摘要： 本文研究了在锥形头射弹撞击下开孔与闭孔泡沫铝的抗侵彻力学性能。基于动态窄穴膨胀模型推导了不同侵彻阶段的泡沫铝靶体对弹体的侵彻阻力公式，计算了侵彻的最终深度，最后分析对比了射弹的初始入射速度、泡沫铝靶体密度和射弹几何形状对射弹在开孔与闭孔泡沫铝靶体中最终侵彻深度的影响。结果表明最终的侵彻深度主要取决于泡沫铝靶体的密度和射弹的动能。当靶体密度比较小，初始入射速度V0>40m/s时，射弹在闭孔泡沫铝靶体中的最终侵彻深度比在开孔泡沫铝靶体中的明显要小；随着靶体密度的增大和V0的减小，二者抗侵彻性能的区别越来越小。同时在此模型基础上可以预测射弹在侵彻过程中的瞬时状态。

摘要： 研究了闭孔泡沫铝材料的准静态压缩力学行为及变形机制,并探讨了孔径大小对泡沫铝材料压缩行为的影响.结果表明:闭孔泡沫铝材料的压缩过程具有明显的三阶段变形特征:线弹性阶段,塑变崩溃阶段(初始坍塌和延续坍塌),致密化阶段;孔径大小对泡沫铝稳定性影响显著,当试样直径与平均孔径的比值D/d≥7.1时,泡沫铝压缩性能具有很好的重现性,平台区域平滑;当D/d=5.9时,泡沫铝压缩性能不稳定,平台区域波动较大.随着D/d的减小,峰值应力(σ0)和弹性模量(E0.2)逐渐增大.

摘要： 对不同孔隙率闭孔泡沫铝进行了准静态压缩性能模拟,研究了孔隙率对泡沫铝压缩性能和吸能性的影响.结果表明:随着孔隙率的增大,泡沫铝的屈服强度与弹性模量也相应减小,吸收的能量也减小.吸能效率反映材料本身的一种属性,闭孔泡沫铝在发生70％变形时,吸能效率最大.高的理想吸能效率表明泡沫铝是一种优良的吸能材料,闭孔泡沫铝的最大理想吸能效率能达0.8以上.

摘要： 本文从闭孔泡沫铝的真实结构特征出发,发现基质铝本身也含有大量微孔,这些微孔使得基质的导热性能大大下降.在此基础上提出了一种新的多孔金属热物性分析方法-多尺度分析法.通过单尺度法、双尺度法和经验公式的结果对比分析,双尺度法极大地改善了预测误差.本文的工作为多孔介质热物性问题开拓了新的途径,也为提出更合理的经验公式典定了基础.

摘要： 本文应用分离式霍普金压杆(SHPB)技术，对闭孔泡沫锚、单面粘贴钢板的泡沫铝和泡沫铝芯体的钢夹芯板动态性能进行了研究，并对不同应变率下泡沫铝芯体的钢夹芯板动态力学性能进行了测试分析。在实验中，分别采用入射波形整形技术和半导体应变片测试技术，得到了较好的入射波和透射波，并给出了泡沫铝夹芯板的动态应力应变曲线。从测试结果中可以看出泡沫铝夹芯板性能优越，具有“三阶段”特征和应变率效应。

摘要： 本文应用分离式霍普金压杆(SHPB)技术，对闭孔泡沫锚、单面粘贴钢板的泡沫铝和泡沫铝芯体的钢夹芯板动态性能进行了研究，并对不同应变率下泡沫铝芯体的钢夹芯板动态力学性能进行了测试分析。在实验中，分别采用入射波形整形技术和半导体应变片测试技术，得到了较好的入射波和透射波，并给出了泡沫铝夹芯板的动态应力应变曲线。从测试结果中可以看出泡沫铝夹芯板性能优越，具有“三阶段”特征和应变率效应。

摘要： 本文应用分离式霍普金压杆(SHPB)技术，对闭孔泡沫锚、单面粘贴钢板的泡沫铝和泡沫铝芯体的钢夹芯板动态性能进行了研究，并对不同应变率下泡沫铝芯体的钢夹芯板动态力学性能进行了测试分析。在实验中，分别采用入射波形整形技术和半导体应变片测试技术，得到了较好的入射波和透射波，并给出了泡沫铝夹芯板的动态应力应变曲线。从测试结果中可以看出泡沫铝夹芯板性能优越，具有“三阶段”特征和应变率效应。

摘要： 本发明涉及制造封闭孔金属泡沫的方法。另外，本发明还涉及一种组件，所述金属泡沫使用在其中。为了形成带有封闭孔（17）的金属泡沫（18），该组件（11）在热处理之前配备有金属颗粒（19）构成的复合物（21），其中，颗粒例如能够具有膨胀剂的层（20）。可选的（未示出），金属和膨胀剂还能够设置为板的多层或者作为颗粒的混合物。膨胀剂通过热处理释放出膨胀气体，其中依据本发明设置如下，即膨胀剂由富勒烯或纳米管组成，在其上，膨胀剂化学或者物理的连接。因为纳米管或富勒烯良好的高温稳定性，可产生膨胀剂，由此在相对较高的超过1000°C的温度下释放出膨胀气体，其中，由此具有相对较高的超过1000°C的固相线温度的金属还能够加工成为金属泡沫。由此形成了大量多样的可制造的金属泡沫，以及由此产生的更多结构自由度。

摘要： 本发明涉及一种闭孔泡沫板及闭孔泡沫板的声波传导和辐射机理，该方案在中空微球一侧固定一侧激励的黏性阻尼受迫振动二维模型及分析方程，和在闭孔泡沫板是由无数个连续相邻共壁的中空微球组成,中空微球微观受力弹性形变特性决定由微球制成的闭孔泡沫板或闭孔泡沫板的声波传导及辐射特性，以及给出薄膜与微球构成的平板的剖面简化振动分析。综合上述用中空微球制造的闭孔泡沫板或闭孔泡沫板应用于电声转换领域会对电声转换效率及频率响应拓宽有一定的积极作用。

摘要： 本发明涉及制造封闭孔金属泡沫的方法。另外，本发明还涉及一种组件，所述金属泡沫使用在其中。为了形成带有封闭孔（17）的金属泡沫（18），该组件（11）在热处理之前配备有金属颗粒（19）构成的复合物（21），其中，颗粒例如能够具有膨胀剂的层（20）。可选的（未示出），金属和膨胀剂还能够设置为板的多层或者作为颗粒的混合物。膨胀剂通过热处理释放出膨胀气体，其中依据本发明设置如下，即膨胀剂由富勒烯或纳米管组成，在其上，膨胀剂化学或者物理的连接。因为纳米管或富勒烯良好的高温稳定性，可产生膨胀剂，由此在相对较高的超过1000°C的温度下释放出膨胀气体，其中，由此具有相对较高的超过1000°C的固相线温度的金属还能够加工成为金属泡沫。由此形成了大量多样的可制造的金属泡沫，以及由此产生的更多结构自由度。

摘要： 本发明公开一种开闭孔共存结构的泡沫铝及其制备方法，将开孔泡沫铝制备技术与闭孔泡沫铝制备技术相融合，相关制备方法包括如下步骤：首先选择适当的开孔泡沫铝造孔剂放入模具中预热，接近待渗入含有发泡剂的铝液温度；同时，将纯铝或铝合金加热至熔化，再加入发泡剂搅拌均匀；然后在压力下，迅速将含有发泡剂的铝液渗入到造孔剂的缝隙中；待渗入完成后，将压力迅速调整为常压，使发泡剂工作产生闭孔气泡，冷却后从模具中取出成型后的泡沫铝材料并利用水或其它水溶液将造孔剂去除，得到开闭孔共存结构的泡沫铝材料。

摘要： 本发明提供一种闭孔泡沫铝的三维真实有限元模型建模方法，首先基于CT电子计算机断层扫描闭孔泡沫铝试样获得多幅灰度图像，然后基于划分虚拟空间得到的各立方体区域中心，计算其与各铝基体位置点的距离，通过最小距离剔除多余的立方体区域，得到有效单元和节点信息，从而建立一个闭孔泡沫铝的三维真实有限元模型；由此可见，本发明能够有效地解决由于闭孔泡沫铝的复杂结构难以进行三维重建的问题，模型与真实泡沫铝试样误差较小，通过本发明建立的模型在保证精度的情况下可以极大地提高运算效率，尤其适用于各种X射线衰减值与空气相差较大的多孔材料。

摘要： 一种高强度多面体形孔结构闭孔泡沫铝的制备方法，包括如下步骤：(1)将铝加热熔化，形成熔体；(2)在保温情况下，加入TiB2颗粒，搅拌均匀，浇注，凝固后获得含有TiB2颗粒的铝锭；(3)加热至710～740°C形成熔体，加入增粘剂金属钙，搅拌均匀分布；(4)降温至670～710°C，加入发泡剂，搅拌混合均匀；(5)置于电阻炉中，在670～710°C保温发泡5～7min，空冷或水冷。本发明与的方法制备出的泡沫铝产品压缩强度显著提高；与相同密度类球形孔形的泡沫纯铝的屈服强度相比有大幅提高。

摘要： 本发明属于泡沫金属材料制备技术领域，具体涉及一种高吸能性闭孔泡沫铝及其制备方法。该制备方法步骤如下：步骤一：将原料熔化；步骤二：将增粘剂加入熔化的原料中并搅拌；步骤三：一定温度下向熔体中加入发泡剂进行搅拌；步骤四：发泡剂搅拌完成后将发泡罐密封并通入惰性气体，恒温恒压下直至泡沫铝达到最大膨胀高度；步骤五：恒压下将发泡腔冷却凝固，泄压得到闭孔泡沫铝。本发明通过针对性的调控材料成分和减小孔径分布范围，增大了气泡壁平均厚长比，并减少了厚长比值较低的弱气泡壁，使泡沫铝的平台应力提升的同时塑性变形能力增强，表现出高且平滑的平台变形阶段，使材料的比吸能和吸能效率同步提升。

摘要： 本发明公开了一种闭孔泡沫铝与覆板冶金结合的生产装置，包括保温炉；吹气管，所述吹气管一端设置于所述保温炉内，用于把减压后的压缩气体输送到保温炉内；覆板，用于和泡沫铝接触，冷却后形成泡沫铝复合板；传输机构，用于驱动所述覆板与泡沫铝；预热装置，用于对所述覆板进行预热；所述保温炉内设有隔板，所述隔板把所述保温炉分隔成蓄液池和发泡池，所述蓄液池和所述发泡池底部连通，所述吹气管穿过所述蓄液池，所述吹气管一端设于所述发泡池内。本发明使用方便快捷，可实现消除使用常规三明治板材复合工艺中的粘合剂，不仅简化了生产工艺，而且使产品适合于防火和阻燃场合的应用，扩大了泡沫铝三明治产品的应用领域。

摘要： 本发明开拓性地提供了一种采用熔模铸造工艺制备闭孔泡沫铝合金异形件的方法，能够实现闭孔泡沫铝异形件的工业化大批量制备。本发明主要涉及到模壳的设计与制备、发泡剂TiH2的预处理、预制熔体的制备和熔体的浇注与发泡。具体步骤如下：第一步针对增粘熔体流动性差的特点设计并制备所需形状的单体模壳；第二步将TiH2颗粒在空气氛围下热处理获得表面改性；第三步将铝硅镁近共晶成分合金熔体在空气氛围中搅拌增粘，在一定熔体温度范围内加入TiH2颗粒搅拌分散，获得具有发泡能力的预制熔体；第四步将模壳在一定温度范围内加热保温，将预制熔体按照一定量浇注到加热模壳内，继续保温发泡充型后获得泡沫铝合金的异形件产品。

摘要： 本发明公开一种开闭孔共存结构的泡沫铝及其制备方法，将开孔泡沫铝制备技术与闭孔泡沫铝制备技术相融合，相关制备方法包括如下步骤：首先选择适当的开孔泡沫铝造孔剂放入模具中预热，接近待渗入含有发泡剂的铝液温度；同时，将纯铝或铝合金加热至熔化，再加入发泡剂搅拌均匀；然后在压力下，迅速将含有发泡剂的铝液渗入到造孔剂的缝隙中；待渗入完成后，将压力迅速调整为常压，使发泡剂工作产生闭孔气泡，冷却后从模具中取出成型后的泡沫铝材料并利用水或其它水溶液将造孔剂去除，得到开闭孔共存结构的泡沫铝材料。