三十二、闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究

为模拟泡沫金属及其夹芯结构作为牺牲覆盖层在近空间复杂服役环境中同时经受机械荷载和热负荷的作用，分别选取冲击端温度为T₁=225°C或T₂=525°C，支撑端温度为T₀=25°C，且温度场沿杆轴向线性梯度分布的泡沫铝杆,研究泡沫铝杆受质量块冲击时产生的塑性冲击波波阵面沿泡沫铝杆的传播情况。

由支撑端温度T₀=25°C,则σ₀=3.25MPa,因此根据方程(2.26)，T₁=225°C时，临界长度为L_c=200mm的泡沫铝杆临界冲击速度为v_c=140.31m/s。梯度温度分布的泡沫铝杆中冲击波波阵面的拉格朗日位置和冲击速度随时间的变化以及泡沫铝杆中的压缩应变分布中，冲击时间t_end=2.426ms。为得到更高温度梯度泡沫铝杆的冲击行为，提高冲击端的温度T₂=525°C,而支撑端温度保持常温T₀=25°C,则有σ_o=3.25MPa。因此根据方程(2.26)，T₂=525°C时，临界长度为L_c=200mm的泡沫铝杆临界冲击速度为v_o=122.48m/s。梯度温度分布的泡沫铝杆中冲击波波阵面的拉格朗日位置和冲击速度随时间的变化以及泡沫铝杆中的压缩应变分布中，冲击时间t_end=2.646ms。

根据理论模型推导的临界速度v_c冲击梯度温度场的泡沫铝杆，当冲击速度降为零时冲击波波阵面位置与临界长度L_c较好地吻合，说明在质量块以临界速度v_c撞击临界长度L_c的梯度温度场泡沫铝杆时，泡沫铝材料得到充分利用,同时验证了本节中关于梯度温度场泡沫铝材料的理论模型的有效性。但是同时也可以看到，冲击结束时波阵面位置距离泡沫铝杆支撑端面还有一段很小的距离,即理论模型中通过临界长度确定的临界速度稍微偏小，理论模型需进一步的改进和完善。