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)的應用日趨廣泛,研究了泡沫鋁填充薄壁鋁合金方管準靜態(tài)軸向壓縮條件下的力學性能。實驗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,都為鋁方管對稱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行數(shù)值模擬,并且與相應的實驗結(jié)果作對比,結(jié)果表明數(shù)值模擬與實驗結(jié)果基本吻合。

 

1引言泡沫金屬開發(fā)研究始于20世紀40年代,最早的報道是Sosnick發(fā)明的鋁方管利用金屬中低鋁方管熔點物質(zhì)氣化而得到泡沫金屬的專利技術[1]。1956年美國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]將這一方法應用于實際生產(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度較低,單獨作為承載和吸能構(gòu)件實用意義不大。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的勻速沖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)