Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu về Hiệu ứng Tích lũy Động và Mô hình Cấu tạo của Bọt Nhôm Dưới Tác động Động
Tóm tắt
Bọt nhôm được chuẩn bị bằng quá trình tạo bọt nóng chảy. Các đặc tính cơ học của bọt nhôm dưới tác động lặp lại đã được nghiên cứu. Độ xốp và kích thước lỗ của bọt nhôm đã chuẩn bị được đo. Các ảnh hưởng của việc tích lũy hư hại lên hình thái thất bại của bọt nhôm, tỷ lệ truyền, đường cong ứng suất – biến dạng, khả năng hấp thụ năng lượng và hiệu suất hấp thụ năng lượng lý tưởng đã được phân tích. Ảnh hưởng của số lần tác động đến các đặc tính cơ học động của vật liệu trong điều kiện tích lũy hư hại tương đương đã được nghiên cứu. Dựa trên phương trình Sherwood–Frost, mô hình cấu tạo tích lũy hư hại của bọt nhôm dưới tác động lặp lại đã được thiết lập. Ảnh hưởng của sự khác biệt giữa năng lượng hư hại tích lũy tương ứng với đường cong tham chiếu của hàm hình và năng lượng hư hại tích lũy trong các thử nghiệm tác động nhiều lần đến độ chính xác dự đoán của mô hình cấu tạo đã được phân tích. Kết quả cho thấy rằng khi số lần tác động tăng lên, mức độ hư hại của bọt nhôm tăng lên, tỷ lệ truyền tăng, ứng suất giới hạn đàn hồi và biến dạng tương ứng được cải thiện, và hiệu ứng tích lũy hư hại trên bọt nhôm dưới tác động lặp lại rất có lợi cho việc cải thiện hiệu suất hấp thụ năng lượng lý tưởng. Mô hình cấu tạo đã được xác nhận có thể phản ánh các đặc tính cơ học của bọt nhôm dưới tác động lặp lại.
Từ khóa
#Bọt nhôm #tác động lặp lại #mô hình cấu tạo #hiệu ứng tích lũy hư hại #đặc tính cơ họcTài liệu tham khảo
F. Binesh, J. Zamani, M. Ghiasvand, Ordered structure composite metal foams produced by casting. Int. J. Metalcast. 12, 89–96 (2018)
M. Goel, V. Matsagar, A. Gupta, Blast resistance of stiffened sandwich panels with aluminum cenosphere syntactic foam. Int. J. Impact Eng 77, 134–146 (2015)
M. Alizadeh, M. Mirzaei-Aliabadi, Compressive properties and energy absorption behavior of Al–Al2O3 composite foam synthesized by space-holder technique. Mater. Des. B35, 419–424 (2012)
I. Orbulov, Compressive properties of aluminum matrix syntactic foams. Mater. Sci. Eng., A 555, 52–56 (2012)
Y. Wang, C. Wang, Effect of structure characteristic parameters and strain rate on the compressive mechanical properties of aluminum foams. Acta Armamentarii 32, 106–111 (2011)
W. Xie, H. Du, S. Li, Experimental study on dynamic mechanical performance of polyurethane-aluminum foams composites. Acta Mater. Compos. Sin. 28, 103–108 (2011)
Y. Alvandi-Tabrizi, D. Whisler, H. Kim, A. Rabiei, High strain rate behavior of composite metal foams. Mater. Sci. Eng., A 631, 248–257 (2015)
P. Wang, S. XU, S. HU, Compressive behavior and deformation mechanism of aluminum foam under different temperature. J. Vib. Shock 32, 16–19 (2013)
C. Cady, G. GrayIII, C. Liu, Compressive properties of a closed-cell aluminum foam as a function of strain rate and temperature. Mater. Sci. Eng., A 525, 1–6 (2009)
M.S. Aly, Behavior of closed cell aluminum foams upon compressive testing at elevated temperatures: experimental results. Mater. Lett. 61, 3138–3141 (2007)
Y. Zhang, G. Sun, X. Xu, Identification of material parameters for aluminum foam at high strain rate. Comput. Mater. Sci. 74, 65–74 (2013)
Y. Ding, L. Yang, L. Wang, Experimental determination of dynamic constitutive parameters for aluminum foams. Explos. Shock Waves 35, 1–8 (2015)
J. Harrigan, S. Reid, P. Tan, High rate crushing of wood along the grain. Int. J. Mech. Sci. 47, 521–544 (2005)
M. Kyle, K. Balint, C. Pedro, Quasi-static and high strain rate response of aluminum matrix syntactic foams under compression. Compos. A 79, 82–91 (2015)
P. Wang, S. Xu, Z. Li, Temperature effects on the mechanical behavior of aluminum foam under dynamic loading. Mater. Sci. Eng., A 599, 174–179 (2014)
Y. Zhang, L. Chen, R. Chen, Dynamic mechanical property experiment and constitutive model establishment of polyurethane foam aluminum. Explos. Shock Waves 34, 373–378 (2014)
L.B. Matijasevic, J. Banhart, S. Fiechter, O. Gorke, Modification of titanium hydride for improved aluminum foam manufacture. Acta Mater. 54, 1887–1900 (2006)
L. Bertholf, C. Karnes, Two-dimensional analysis of the SHPB system. J. Mech. Phys. Solids 23, 1–19 (1975)
Z. Wang, X. Cao, H. Ma, Experimental studies on the dynamic compressive properties of open-celled aluminum alloy foams. Explos. Shock Waves 26, 46–52 (2006)
R. Hartley, T. Cloete, G. Nurick, An experimental assessment of friction effects in the spilt Hopkinson pressure bar using the ring compression test. Int. J. Impact Eng 34, 1705–1728 (2007)
B. Zhang, Y. Lin, S. Li, Quasi-static and high strain rates compressive behavior of aluminum matrix syntactic foams. Compos. B 98, 288–296 (2016)
H. Yu, Z. Guo, B. Li, G. Yao, H. Luo, Y. Liu, Research into the effect of cell diameter of aluminum foam on its compressive and energy absorption properties. Mater. Sci. Eng., A 32, 454–455 (2007)
J. Sherwood, C. Frost, Constitutive modeling and simulation of energy absorbing polyurethane foam under impact loading. Polym. Eng. Sci. 32, 1138–1146 (1992)
Y. Hu, C. Wang, S. Hu, An empirical dynamic constitutive model for aluminum foams and its implementation in LS-DYNA. Acta Armamentarh 35, 46–50 (2014)
Z. Wang, L. Jing, L. Zhao, Elasto-plastic constitutive model of aluminum alloy foam subjected to impact loading. Trans. Nonferr. Metals Soc. China 21, 449–454 (2011)