Zn-22Al泡沫夹芯复合板的三点弯曲性能

应用表面位移原位分析技术对由泡沫金属铝芯和金属面板组成的三层复合板在循环弯曲载荷条件下的损伤行为进行了观察和研究。循环弯曲载荷条件下复合板失效的基本方式是表面凹陷(indentation,id)和泡沫铝内芯切断(coreshear,cs)。凹陷型失效是与加载压头接触的复合板表面局部压缩密切相关,该处沿垂直方向的压缩应变最大。内芯切断型失效是泡沫铝内芯中切应变最大的区域发生的剪切破坏。在疲劳应力比r=0时,复合板凹陷型失效的疲劳极限高于内芯切断型失效的疲劳极限。

泡沫铝夹心板是一种新型复合材料,具有低密度、高比强、高比刚度、吸能减振、隔热、隔音等性能,可广泛用于航空航天、机械工业、汽车等领域。本文对泡沫铝夹芯板在三点弯曲载荷下的变形特性进行了试验研究和数值模拟。基于有限元软件abaqus建立了泡沫铝夹芯板的三维有限元模型,并采用扩展有限元法(xfem)对模型在三点弯曲过程中的破坏模式进行了模拟。模拟的结果和试验结果基本吻合。

设计并采用热压罐方法生产了由复合材料面板和铝泡沫芯子组成的复合材料夹芯梁,对其在简支边界条件和三点弯曲受载下的失效模式及弯曲刚度进行了实验研究。研究发现:与其他3种常见的金属泡沫芯子金属面板夹芯结构相比,自行设计的面板为层合板的金属泡沫复合材料夹芯结构具有较高的弯曲比刚度、明显的重量优势及可设计性。

用实验方法研究了三种不同管壁厚度、两种跨径的泡沫铝合金填充圆管的三点弯曲力学性能,得到了泡沫铝合金填充管结构承载过程中的三种变形模式,即压入、压入弯曲和管壁下缘拉裂破坏。给出了空管和泡沫铝合金填充管的载荷位移曲线,并进行了比较。实验发现泡沫铝合金填充管结构的承载能力随泡沫铝合金密度的增大而增大,但破坏应变则随之减小。结构承载力的相对提高量随着管壁厚度的减小和跨径的增大而增大。此外,分析了泡沫铝合金提高填充管结构承载能力的机理。泡沫铝合金填充使管壁压入量和管截面抗弯刚度的损失显著减小,从而提高了结构的抗弯能力。

泡沫铝夹心板静态三点弯曲变形行为及力学性能(精)

采用焊接方法制备了泡沫铝夹心板,通过对制备出的泡沫铝夹心板进行三点弯曲实验,测量其整体的抗弯特性.应用数字图像相关方法计算了弯曲过程中试样表面的全场变形响应,结合对载荷-位移曲线的分析,讨论了2种不同孔结构夹心板的变形行为.结果表明:由于夹心材料结构上的不同,导致其破坏方式的不同;以闭孔泡沫铝为夹心的夹心板弯曲吸能比夹心为开孔泡沫铝的多,而开孔泡沫铝夹心板的弯曲刚度则更高些,这对泡沫铝夹心板的设计及工程应用具有实际指导意义.

对蜂窝夹层板进行了弯曲与振动试验,测得复合板固有频率与受弯曲载荷情况下的位移,同时通过有限元软件ansys采用等效板等效方法,仿真分析得出的预测结果与试验结果对比,吻合良好.验证了通过有限元等效模型来进行仿真模拟的准确性,进而为纤维-纸蜂窝复合板的优化设计提供参考依据.

利用竹纤维、薄竹单板等短生长周期的可再生生物质资源制备了薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材。研究环氧ab胶、白胶、万能胶和塑料胶4种市场上常见粘合剂对复合板材的胶合强度和耐高温性能的影响,确定最佳粘合剂为环氧ab胶。对无纺布、玻璃纤维布、不锈钢丝网、天然麻纤维网格布、抗裂的确良等5种不同网格材料增强薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材的力学性能和尺寸稳定性进行了对比研究。结果表明,天然麻纤维网格布是最佳增强材料,与未用网格材料增强的薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材相比,其压缩强度提高5.55%,纵向弯曲强度提高26.28%,横向弯曲强度提高28.33%,冲击强度提高68.47%。且天然麻纤维网格布增强薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材性能基本达到jc/t1051–2007"铝箔面硬质酚醛泡沫夹芯板"行业标准要求。

铸铁类材料裂纹端部的断裂损伤过程区能简化为具有黏聚力的裂纹。为探寻带切口铸铁试件的最大承载力计算方法,用实验机对8种不同切口尺寸的铸铁三点弯曲梁进行加载实验,得到载荷随加载点位移变化曲线;计算各个试件断裂过程消耗功以及相应单位断裂面消耗比能。分别通过实验测得载荷和预制裂纹尺寸及等效裂纹长度,计算应力强度因子和能量释放率。根据黏聚裂纹应力强度因子计算式与双k断裂准则,得到该类材料结构承载力的理论计算数值;并与实验结果进行对比,两者符合良好。

由于铸铁是典型的拉压弹性模量不同的材料,在外载荷作用下,铸铁面板泡沫铝层合板将相当于3种不同材料组成的层合板.本文采用弹性理论建立了铸铁面板泡沫铝芯层合板在均布荷载作用下的静力平衡方程,利用静力平衡方程确定了层合板的中性面位置.在此基础上,建立了铸铁面板泡沫铝芯层合板的弯曲方程,利用该弯曲方程即可得到层合板的挠曲线表达式.并把该方法计算结果与有限元方法计算结果进行比较,说明该计算方法是可靠的.算例分析表明,铸铁面板泡沫铝型层合板的弯曲挠度计算不宜采用相同弹性模量弹性理论,而应该采用拉压弹性模量不同的弹性理论.

双模量材料是典型的拉压弹性模量不同的材料,在均匀外载荷作用下,双模量面板泡沫铝芯圆形层合板相当于三种不同材料组成的层合板。采用弹性理论建立了双模量面板泡沫铝芯圆形层合板在均布载荷作用下的静力平衡方程,利用该静力平衡方程确定了层合板的中性面位置。在此基础上建立了双模量面板泡沫铝芯圆形层合板的大挠度弯曲微分方程组,求得了层合板中心挠度与均布载荷的关系式。该方法计算结果与有限元计算结果的最大误差仅为3.8%,这说明该方法是可靠的。算例分析表明不考虑面板拉压弹性模量相异时其计算结果与实际情况相差较大,超过了工程上所允许的计算误差5%。所以,在计算双模量面板泡沫铝芯圆形层合板的非线性弯曲时,不宜采用相同弹性模量弹性理论,而应该采用拉压弹性模量不同的弹性理论。

以辐射交联聚乙烯泡沫为芯层,与阻尼板、人造革等复合,制备了多层复合结构板材,并重点研究了辐射交联pe泡沫及其多层复合结构板材的吸声、隔声性能。研究结果表明,采用多层复合结构技术将辐射交联pe泡沫与其他材料优化组合,制成复合板材,可明显提高其吸隔声性能。

泡沫铝是一种新型的吸声材料,在中高频具有良好的吸声效果,研究采用泡沫铝复合板来提高其低频吸声性能。研究表明,泡沫铝复合结构具有较好的低频吸声性能,在500hz-1khz吸声系数提高较大。通过在材料一侧添加可以背衬进一步提高其吸声系数,在空腔厚度为30mm时复合板的吸声系数最好,在频率400hz附近出现吸声峰值0.82。

钢板岩棉夹芯复合板是用彩色钢板或热镀锌钢板做面层,中间夹以结构岩棉做绝热芯材制成的复合建筑板材,是钢板聚苯乙烯泡沫复合板和钢板聚氨酯泡沫复合板的更新换代产品。

本文介绍钢板岩棉夹芯复合板的性能,结构,生产工艺和应用情况。该产品是一种三明治式的建筑板材,由彩色板或镀锌钢板做面层,中间夹以岩棉而制成。

钢丝网岩棉夹芯复合板是一种新型的建筑板材,简称gy板,最近由北京新型建筑材料总厂研究所研制成功。它是采用二块平行的焊接钢丝网片,中间填以半硬质岩棉板,并用横穿钢丝焊接而成的一种复合板材。根据不同要求,可制成厚度、宽度、长度各异的板材,运往施工现场,用专用工具组装成墙板,然后在网格的两面抹上或喷涂水泥砂浆而形成完整的墙体,最后进行内、外墙表面的装饰。gy板的设计是通过钢丝网的合理结构把

对比了不同材料、不同生产工艺对铝塑复合板用铝板弯曲性能的影响,通过生产实践找到了提高铝塑复合板弯曲性能的最佳材料和生产工艺。

采用负压铸渗法制备了铸铁表面不同wc含量的ni基复合渗层,观察了渗层与基体结合形貌并对试样进行三点弯曲测试。结果表明:渗层与基体熔合良好;随着渗层中wc含量的增加,渗层的韧性变差,变形的能力变差;弯曲破坏形貌和断口分析表明,不同wc含量的渗层破坏形貌基本相同,断裂机理也相同,基体沿石墨断裂,渗层沿wc断裂。

对称结构的竹材碎料复合板静曲强度与弹性模量试验值与试件宽度无相关性。根据这一规律，用拟梁法研究了竹材碎料复合板受横向载荷时的刚度特性和应力分布特性，并推导出竹材碎料复合板静曲强度和弹性模量的理论估计模型；提出了竹材碎料复合板的最佳结构设计准则；对不同支承跨距时试件的破坏形式进行了分析，提出了竹材碎料复合板在实际使用时的失效判据。

对称结构的竹材碎料复合板静曲强度与弹模量试验值与试件宽度无相关性。根据这一规律，用拟梁法研究了竹材碎料复合板受横向载地的刚度特性和应力分布特性并推导出竹材碎料复合板静曲强度和弹性模量的理论估计模型；

研究了泡沫铝芯三明治板材u型弯曲工艺,建立了冲压弯曲试验系统,给出了泡沫铝芯三明治板材弯曲变形模式和载荷位移曲线。综合运用试验、塑性力学理论分析了三明治板材冲压弯曲宏微观协调变形机制,以及泡沫铝三明治板材冲压成形板面-泡沫铝芯间界面剥离、圆角半径处过度减薄、泡沫铝芯剪应力裂纹等主要成形缺陷。探讨了压边力和冲压成形板厚的控制规律。

根据zn-22al合金板平面内受力可提高初始刚度,通过改变合金板平面几何形状来提高屈服耗能能力的思想,提出一种可通过同时产生弯曲变形和剪切变形来实现耗能的新型zn-22al合金阻尼器,并利用有限元软件ansys对其进行数值模拟分析,计算结果表明这种阻尼器初始刚度较大,滞回曲线饱满、耗能效果好。在此基础上,对安装与未安装该种阻尼器的钢框架结构进行多遇和罕遇地震作用下的动力有限元模拟计算,从位移反应、加速度反应、层间位移角、柱底剪力4个方面对上述2种框架结构的计算结果进行比较分析,结果表明该阻尼器对结构具有明显的减震效果,是一种有效的耗能减震装置。