八十五、闭孔泡沫铝及其夹芯

八十五、闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究

日期：24-07-22 时间：12:11 来源：进口泡沫铝板

八十五、闭孔泡沫铝及其夹芯结构的高温力学行为研究

不同温度下结构的承载和吸能性能
1060面板夹芯板在五种温度下的载荷性能曲线都具有相同的特征，且与5.2节中复合材料面板夹芯板的侵彻响应类似：(1)载荷近似线性地上升至第一个载荷峰值；(2)载荷值小幅下降；(3)载荷重新升高至第二个峰值。当载荷达到峰值以后，载荷随侵彻深度的增大下降比较缓和，并不是陡然下降，这是因为1060纯铝板的塑性很好，在压头与夹芯板的作用过程中，夹芯板主要通过纯铝面板的弯曲和泡沫芯层的压溃变形来耗散能量。随着温度的升高，由于夹芯板强度的降低，侵彻载荷峰值变得不太明显。而且除了常温时夹芯板的第二个载荷峰值比第一个高之外，高温时夹芯板两个侵彻载荷峰值相当,也就是说压头穿透上下面板时所需的力是差不多的。
不同温度下1060面板夹芯板在侵彻过程中耗散的总能量耗散是通过积分载荷-位移曲线的面积得到的，积分终点是表征夹芯板下面板破坏的第二个载荷峰值处。1060纯铝面板、闭孔泡沫铝芯层的夹芯板总能量吸收和比质量能量吸收都随着温度的升高线性下降。从表5.3.2中可以看到，夹芯板的失效位移，也就是第二个峰值载荷位移随着温度的升高是逐渐增大的。而随着温度升高，夹芯板侵彻载荷逐渐下降。最终，由于温度的影响，夹芯板的总能量耗散随着温度升高线性下降。
不同温度下2A12面板夹芯板的侵彻载荷实验结果的重复性也较好。与1060面板的夹芯板类似，不同温度下的2A12面板夹芯板的载荷-位移曲线具有以下特征：(1)区域I：载荷近似线性增长至第一个峰值；(2)区域II：载荷值先有小幅下降然后继续上升至第二个峰值；(3)区域III：载荷值逐渐下降。
温度较低时，夹芯板侵彻的第一个峰值载荷比第二个峰值载荷要低，随着温度的升高，分别对应于上下面板破坏的两个峰值载荷逐渐趋于相当。在常温和200°C时载荷达到峰值以后，随压入深度进-步增大载荷陡然下降，2A12面板夹芯板面板有明显的脆性破坏现象。而在高温时2A12面板则是塑性破坏，侵彻载荷随压入深度的下降比较缓和，夹芯板通过面板弯曲和芯层压溃变形来吸收能量。
不同温度下2A12面板夹芯板在侵彻过程中随着温度升高，夹芯板的破坏位移(下面板破坏时的侵彻位移)增大，500°C时夹芯板甚至没有穿透。与1060纯铝面板夹芯板一样，2A12铝合金面板夹芯板侵彻过程中耗散的能量随温度的变化关系也是线性的。但是由于夹芯板面板破坏机制不一样，在温度分别低于200°和高于200°C时夹芯板耗散的能量随温度变化变化的程度也不一样。因此2A12夹芯板在侵彻过程中耗散的能量随温度变化是一个双线性的关系。

表5.3.21060夹芯板侵彻实验结果
	Peak Force (kN)		Failure displacement(mm)	Energy	Mass (kg)	Specific energy absorption (J/kg)
	First	Second	Failure displacement(mm)	absorption(J)	Mass (kg)	Specific energy absorption (J/kg)
RT-1	10.81	16.76	45.63	428.85	1.52	282.32
RT-2	11.82	11.82	45.71	389.63	1.57	247.86
200℃-1	6.34	6.58	48.35	219.93	1.49	147.41
200℃-2	7.16	7.08	47.02	258.40	1.48	175.07
300℃-1	4.83	4.53	49.07	195.63	1.53	127.86
300℃-2	4.59	4.32	49.13	192.63	1.55	124.28
400℃-1	2.96	2.97	49.43	114.66	1.50	76.29
400℃-2	3.00	3.53	54.17	130.80	1.53	85.77
500℃-1	1.79	2.13	54.77	74.36	1.48	50.24
500℃-2	1.94	2.34	56.15	85.48	1.51	56.72

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