泡沫鋁夾芯板的力學(xué)性能及動態(tài)測試

泡沫鋁夾芯板結(jié)構(gòu)的防護

防護裝置的結(jié)構(gòu)及機械零部件一般要求不僅具有良好的抗沖擊能力，而且也要具有一定的強度和剛度。泡沫鋁現(xiàn)已被廣泛的用于抗沖擊防護材料，它是輕質(zhì)的抗沖擊的多孔材料，但是從目前對泡沫鋁力學(xué)性能的研究可以看出，泡沫鋁的強度性能并不高，所以不適合單獨作為吸能的結(jié)構(gòu)件；了解其沖擊波傳播特性是評價其抗沖擊抗爆炸防護性能的前提和基礎(chǔ)，對設(shè)計防護結(jié)構(gòu)有著重要的理論指導(dǎo)和參考價值。而目前艦船舷側(cè)結(jié)構(gòu)的鋼板雖然具有高于單純泡沫鋁的強度和剛度，但是它的能量吸收性能低于單純泡沫鋁。因此若把這兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，制作成泡沫鋁夾心結(jié)構(gòu)，利用他們各自的優(yōu)點，彌補共同的不足，研制出一種既可滿足做結(jié)構(gòu)的剛度和強度的要求，同時又可以滿足防護裝置對其結(jié)構(gòu)材料特與的高能量吸收特性要求的一種新型的艦船防護結(jié)構(gòu)。 Xue對爆炸沖擊荷載作用下夾芯層板和同樣重量的實體板抗沖擊性能進行了對比分析，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計的夾芯層板具有顯著優(yōu)越的吸能效。

泡沫鋁夾芯板的結(jié)構(gòu)特點

泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)滿足高剛度、高強度及高能量吸收特性這兩種最基本的要求以外，還具有下列優(yōu)點：

(1)由于泡沫鋁具有輕質(zhì)的特點，因此以其作艦船舷側(cè)的防護構(gòu)件，可以滿足艦船的輕量化、低能耗的發(fā)展要求。

(2)由于泡沫鋁具有低的電導(dǎo)率和低的導(dǎo)熱率，因此以其做為艦船舷側(cè)的防護構(gòu)件，可以做到艦船艙內(nèi)氣溫保持恒定，減少漏電事故，提高設(shè)備的安全性能。

(3)由于泡沫鋁具有良好的吸聲性能，所以可以吸收艦船內(nèi)部的馬達(dá)聲，起到屏蔽聲波的作用，從而海上作戰(zhàn)時不易被敵方的艦船監(jiān)測到，增強了隱蔽性。

(4)由于泡沫鋁具有不易燃燒的特點，因此提高了艦船內(nèi)部設(shè)備的安全性，有利于環(huán)境保護。

(5)具有良好的減震性能，能夠減少艦船內(nèi)部的損害。

由于泡沫鋁夾心結(jié)構(gòu)起主要功能作用的是它的芯體部分即泡沫鋁，它是一種在鋁基體中含有一定數(shù)量、一定孔徑、一定空隙率的金屬材料。它由剛性金屬骨架和內(nèi)部的孔隙組成，有許多結(jié)構(gòu)及性能上的優(yōu)點，其中泡沫鋁是多孔金屬材料的典型代表，泡沫金屬有質(zhì)量輕，抗震、緩沖等優(yōu)越的性能，其最大的缺點是強度不高，將其與傳統(tǒng)致密材料結(jié)合起來組成夾芯構(gòu)件是一個重要的研究方向。夾芯板結(jié)構(gòu)就是由金屬面板與泡沫鋁芯構(gòu)成的三明治結(jié)構(gòu)，在充分發(fā)揮泡沫鋁材料自身特點的同時解決了其強度低的問題，從而既提高了抗沖擊破壞能力又加強了結(jié)構(gòu)的整體剛度。