開孔泡沫鋁制備及其性能研究（二十三）

高孔隙率泡沫鋁填充圓管壓縮性能的研究（3）

實驗結(jié)果及分析(1)

開孔泡沫鋁夾芯圓管的壓縮性能(1)

（1）高孔隙率開孔泡沫鋁夾芯圓管的壓縮性能

a、兩種尺寸的石膏型熔模法制備開孔泡沫鋁的準靜態(tài)壓縮載荷-位移曲線：均表現(xiàn)出三個明顯的變形特征階段，即彈性段、塑性平臺段和致密化段。在彈性段，位移較小，壓縮載荷增大得較快。當(dāng)載荷增加到一定值，即達到開孔泡沫鋁的屈服載荷，開孔泡沫鋁發(fā)生屈服，之后隨著壓縮位移的增大，載荷增加較為緩慢，形成載荷的平臺段。隨著壓縮位移的繼續(xù)增大，當(dāng)進入致密化段后，開孔泡沫鋁的孔棱全部壓塌并相互接觸，壓縮載荷迅速上升。

另一方面，由于ZL101鋁合金為脆性材料，使得泡沫ZL101鋁合金在壓縮過程中骨架脆性斷裂，逐層坍塌，即為平臺段的波動現(xiàn)象。在壓縮的整個過程中，1#試樣泡沫鋁所受載荷較2#試樣泡沫鋁載荷大。

b、兩種尺寸的空心圓管與石膏型熔模法制備的開孔泡沫鋁夾芯管的壓縮載荷-位移曲線：通過比較兩種尺寸的空心圓管壓縮過程，可以發(fā)現(xiàn)在整個壓縮過程中，當(dāng)發(fā)生相同的壓縮位移時，3#試樣空心圓管所承受載荷大于4#試樣空心圓管。這是由于兩種圓管的徑厚比不同，前者的徑厚比為21.7，后者的徑厚比為30.4。空心圓管徑厚比越大，則在壓縮過程中越容易發(fā)生變形，從而發(fā)生相同的壓縮位移時所受載荷較小。可見，空心圓管的壓縮行為與其本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有著密切的關(guān)系。

通過比較兩種尺寸的泡沫鋁夾芯圓管與空心圓管的壓縮載荷-位移曲線，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)泡沫鋁填充后的圓管較空心圓管，在壓縮過程中發(fā)生相同位移時所受載荷有所提高，且曲線的波動頻率與波動幅度有所下降。此外，與空心圓管相比，泡沫鋁夾芯圓管發(fā)生初始屈服的壓縮位移及屈服載荷都有所增加，如表4-2所示。可見，石膏型熔模法所制備的開孔泡沫鋁夾芯圓管的壓縮力學(xué)性能優(yōu)于空心圓管。

                                   表4-2準靜態(tài)壓縮初始屈服位移及初始屈服最大載荷