胞状铝的压缩形变和吸能性能研究

研究了胞状铝的压缩形变特征以及孔隙率、孔径对吸能性能的影响;提出了不同孔隙率和孔径的胞状铝吸能性能的综合判别方法.     

金属单向凝固过程中固—液界面前沿液相中温度梯度的确定

本文建立了单向凝固过程的动态模型,推导出凝固试样内固—液界面前方液相中一维穗态温度场的一般表达式。提出了精确确定固—液界面前沿液相中的温度梯度G_L的方法,并用动态测试法实测了液相温度,由回归分析求得T_L—Z′关系式,进而求得G_L=(dT_L)/(dZ′)|Z′=0。实验结果与理论解析结果十分吻合。为检验所制定的G_L确定方法的精度,应用数理统计对G_L确定值进行了误差估计计算。     

泡沫铝合金的压缩性能,流通能力及声学性能

研究了泡沫Ａｌ－７Ｓｉ－０．４５Ｍｇ合金的压缩性能、呼能率，压缩后试样在空气中的流通能力，测试闻其吸声和隔声性能，讨论了试样原始孔隙率对上述性能的影响，以及它们之间的相互关系。     

强度、吸能与韧性兼容的新型球形孔泡沫纯铝

在球形孔泡沫纯铝压缩、拉伸应力应变曲线基础上,研究了致密化起始点、吸能能力、压缩强度和拉伸性能.结果表明:球形孔泡沫纯铝与球形孔泡沫铝合金的压缩应力应变曲线相似,分为3个部分:线弹性阶段、平台阶段和密实阶段;提出了根据压缩曲线的斜率图,确定球形孔泡沫纯铝的致密化起始点的新方法;球形孔泡沫纯铝相对于球形孔泡沫铝合金是一种吸能能力更强的、韧性性能良好的新材料.采用Gibson-Ashby的模型来分析球形孔泡沫纯铝的压缩屈服强度和抗拉强度,吻合效果良好.     

航空航天返回过程的轻质能量吸收器

采用精确控制的多种高孔隙率泡沫铝作为轻质能量吸收器,解决航空航天器返回地面及空降、空投着陆瞬间人员和装备的冲击过载问题.研究了轻质能量吸收器在航空航天返回和空降、空投应用中的阻尼减振和能量吸收性能.建立了带轻质能量吸收器的着陆系统与地面撞击的有限元模型,采用非线性动态仿真软件MSC.Dytran进行了仿真计算.在试验台上进行了试件的冲击试验,并将理论计算与试验结果进行了对比分析,两者基本吻合.结果表明:利用高孔隙率泡沫铝作为轻质能量吸收器可以一次降低返回载荷着陆动载超过30g,并可获得较长的塑性变形延时时间以平稳吸收返回载荷冲击能量,从而有效保护人员和设备的安全.     

闭孔泡沫铝特征统计及其变形行为实验研究

以椭圆拟合长方体闭孔多边形泡沫铝表面孔截面,运用统计学的方法研究了泡沫铝试件表面孔的大小、形状和方位等分布特征.统计结果表明:上述孔的各项几何特征参数除方位外服从高斯分布. 应用图像处理技术,获取了单轴压缩变形前后泡沫铝试件的表面图像.利用序列数字图像相关方法对泡沫纯铝变形前后的图像进行相关计算,获得了静态单向压缩条件下闭孔泡沫铝材料表面全场变形及局部孔结构的变形,同时根据试验结果计算了试件的名义应力-应变曲线,给出了压缩过程中孔壁的失效顺序和破坏规律.对块体材料的压缩实验表明,泡沫纯铝是以多个断裂带的形式破坏和吸收能量.     

泡沫铝凝固过程中孔隙率的变化

为控制泡铝孔隙率,将试验研究与理论相结合,提示了Ａｌ熔体在泡沫化过程的熔体泡沫孔隙率变化规律和凝固化后固态泡沫铝孔隙率变化规律以及两者之间的关系,结果表明,在一定条件下,熔体泡沫化时间与泡沫铝的孔隙率存在一定对应关系。     

高比强胞状铝合金耐火性能的研究

采用耐火极限这个指标来衡量胞状铝合金的耐火性能,用有限元分析方法计算了温度场及耐火极限.胞状铝合金具有很好的耐热性能,以略高于铝合金熔点的温度660℃加热时,厚为26mm、孔隙率为76%的胞状铝合金的耐火极限为无限长,且形状不发生变化;要使胞状铝合金的背面温度达到熔点,必须提高加热温度.胞状铝合金在高于710℃的温度下加热,其体积发生收缩,且收缩率随温度升高而增大.     

钙的添加对铝合金热处理性能的影响

为了研究加钙的泡沫铝合金的固溶时效强化效果，研究了钙的添加对铝合金热处理后性能的影响．结果表明将钙加入到铝合金中，其铸态硬度有所降低；在铝合金中添加钙，会改变合金元素的存在形式，形成一种新的化合物相，该化合物相在加热时不溶于铝基体；随着钙的质量分数的增加，热处理后的硬度也逐渐降低，当钙的质量分数达到1．2％时，热处理前后的硬度无明显变化．     

泡沫铝合金在凝固过程中熔体的孔隙率变化

研究了泡沫纯铝和泡沫AlSi7Mg0.45的凝固方式及其对孔结构的影响,并讨论了熔体泡沫在凝固过程中的体积变化和孔隙率变化。结果表明：在合适的冷却条件下,纯铝熔体泡沫倾向于逐层凝固,在凝固过程中易形成中心缩孔,AlSi7Mg0.45熔体泡沫倾向于同时凝固,易形成热裂纹;纯铝熔体泡沫在凝固过程中,体积减小,孔隙率增加,而相对于纯铝来说,AlSi7Mg0.45熔体泡沫的体积及孔隙率均有所减小。