泡沫鋁的吸能特性
多孔結構材料可用作能量吸收材料。單位質量小、能量吸收能力大的材料就具有較大的作用。泡沫鋁單位質量小、強度較高,因此泡沫鋁具有很高的能量吸收能力。泡沫鋁在壓縮過程中,有高而寬的應力平臺,可以在基本恒定的應力下通過應變來吸收能量。吸能能力由應力應變曲線下方的面積來求,因此屈服平臺高而寬時,吸能能力越大?？讖酱笮η脚_的高度有一定的影響,所以可以找到一個合適的孔徑,使屈服平臺較高來提高其吸能能力。另外,其吸能能力隨孔隙率呈非單調變化,在某一孔隙率下具有大的吸能能力。
泡沫鋁阻尼性能
泡沫鋁材料的阻尼性能是指材料由于內部的原因,將機械振動能不可逆地轉化為熱能的本領。利用材料的這種本領,可減小所不希望的噪聲和振動。根據Zener的經典理論,提高金屬材料阻尼性能的重要途徑之一,就是設法使缺陷之間的交互作用達到大,以獲得大的線性阻尼,或將力學放大機制引人材料,以獲得較高的非線性阻尼。多孔材料顯然符合高阻尼材料的組織特征,而且實驗已經證明孔洞的存在,可在某些非金屬或金屬材料的阻尼響應中發(fā)揮重要作用。
泡沫鋁作為一種宏觀多孔材料,由金屬骨架和孔隙組成,組織極不均勻,應變強烈滯后于應力,壓縮應力一應變曲線中包含一個很長的平穩(wěn)段,因而它是一種具有高能量吸收特征的輕質高阻尼材料,在消聲減震等領域有著可觀的應用前景。實驗研究發(fā)現：
（1）孔徑一定時,泡沫鋁的內耗隨孔隙率的增大而增大；
（2）孔隙率一定時,泡沫鋁的內耗隨孔徑的減小而增大；
（3）泡沫鋁的內耗與應變振幅密切相關,隨振幅的增大而增大；
（4）泡沫鋁的內耗在低頻范圍內與頻率的變化無顯著關系。
在低阻尼的鋁中加人大量孔洞以后,可以顯著提高其阻尼本領。是由孔洞本身彈性模量近乎為零的軟質性以及孔洞與基體之間形成的大量界面引起的。另外泡沫鋁內部還存在其他大量微觀和宏觀的缺陷,泡沫鋁的阻尼機制是其缺陷的綜合效應,缺陷阻尼是其主要的阻尼機制。
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