六十八、闭孔泡沫铝及其夹芯

六十八、闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究

日期：24-05-15 时间：03:18 来源：进口泡沫铝板

六十八、闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究

夹芯梁高温三点弯曲实验

夹芯梁高温三点弯曲实验中，夹芯梁结构的芯层材料采用第二章中的闭孔泡沫铝材料，平均孔径约2～4mm，平均相对密度11.1%。面板材料采用1060纯铝，密度为2.33g/cm³，具有良好的延伸率以及抗拉强度，其基本组分见表4.2.1。

为获得夹芯梁各组成部分的材料性能参数，分别对闭孔泡沫铝和1060纯铝进行了材料力学性能测试。由于闭孔泡沫铝是一种非均质材料，内部包含许多缺陷，因此对闭孔泡沫铝材料进行了单轴拉伸、单轴压缩和纯剪切实验。

具体实验细节如2.2节，其中剪切实验采用文献中提出的双层剪切实验方法进行。材料性能试验在25℃~500℃范围内进行，得到不同温度下闭孔泡沫铝材料力学性能见表4.3.1。

表4.3.1 泡沫铝夹芯梁材料参数

(i)Face sheet：1060 Pure Aluminum	RT	200℃	300℃	400℃	500℃
Young's modulus (Ef,GPa)	50	50	50	50	50
Yield strength(σfy,MPa)	110	90	70	20	10
(ii)Foam core：Closed-cell Aluminum Foam
Relative density Young's modulus (Ec,GPa) Shear modulus (Gc,GPa) Compressive strength (σcy,MPa) Tensile strength (σcty,MPa) Shear strength (ιcy,MPa)	- 0.18 0.12 3.22 1.07 1.45	- - - 2.34 0.78 1.053	11.1% - - 1.83 0.61 0.82	- - - 1.32 0.44 0.594	- - - 0.82 0.27 0.369

粘胶剂性能和泡沫铝夹芯梁试件的制备方法见4.2.1 节。结构的失效模式是与结构几何构型及材料性能有关的，为了尽可能多地得到不同的失效模式，实验中采用了三种不同厚度的1060纯铝面板：1.0、2.0和3.0mm 以及五种不同厚度的闭孔泡沫铝芯层：10、20、30、40和50mm。夹芯梁总长度Lo=300mm，宽度b=30mm。

准静态三点弯曲实验分别在25℃(室温，RT)、200℃、300℃、400℃ 和500℃等五种不同温度下进行，每种温度下温度偏差≤5℃并且每种温度下重复至少两次试验。实验中，压头和支撑端部均为半径为5mm的刚性半圆柱，两支撑之间跨距L=250mm。实验中边界条件为简支边界条件，泡沫铝夹芯梁自由放置在刚性支撑上。实验通过位移控制方式，压头以0.05mm/s 速率对夹芯梁加载，直至夹芯梁失效破坏。

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