填充薄壁鋁方管軸向數(shù)值

【摘要】：鋁方管泡沫鋁填充薄壁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日趨廣泛,研究了泡沫鋁填充薄壁鋁合金方管準(zhǔn)靜態(tài)軸向壓縮條件下的力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)選用鋁合金方管作為面板,鋁方管Al-Mg合金泡沫鋁作為夾芯制備泡沫鋁填充薄壁鋁合金方管。結(jié)果表明泡沫鋁層合方管與薄壁鋁合金方管的變形模式相同,都為鋁方管對(duì)稱(chēng)鋁方管疊縮變形模式,而且層合方管產(chǎn)生的折疊數(shù)比薄壁鋁合金方管多。填充泡沫鋁后,層合方管承受壓力的能力也大大提高。采用ABAQUS軟件建立了薄壁鋁合金方管的有限元模型進(jìn)行數(shù)值模擬,并且與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作對(duì)比,結(jié)果表明數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。

 

1引言泡沫金屬開(kāi)發(fā)研究始于20世紀(jì)40年代,最早的報(bào)道是Sosnick發(fā)明的鋁方管利用金屬中低鋁方管熔點(diǎn)物質(zhì)氣化而得到泡沫金屬的專(zhuān)利技術(shù)[1]。1956年美國(guó)Borksten公司首次利用熔體直接發(fā)泡法成功地制造出泡沫鋁[2],隨后Foamalum公司和Ithly公司[3]將這一方法應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中,1987年日本的泡鋁具有減震和吸收沖擊能量的良好特性。但由于泡沫鋁自身強(qiáng)度較低,單獨(dú)作為承載和吸能構(gòu)件實(shí)用意義不大。將鋁方管泡沫鋁作為填充材料能充分發(fā)揮泡沫鋁的優(yōu)良性能。采用數(shù)值模擬方法研究低密度Duocel泡沫鋁填充薄壁方鈦管和圓鈦管在30m/s的勻速?zèng)_擊載荷作用下的瞬態(tài)吸能特性。鋁方管提出柱殼比(R)作為比較不同截面形狀的泡沫鋁填充結(jié)構(gòu)