填充薄壁鋁方管軸向數值

【摘要】：鋁方管泡沫鋁填充薄壁結構的應用日趨廣泛,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,而且層合方管產生的折疊數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值模擬,并且與相應的實驗結果作對比,結果表明數值模擬與實驗結果基本吻合。

 

1引言泡沫金屬開發研究始于20世紀40年代,最早的報道是Sosnick發明的鋁方管利用金屬中低鋁方管熔點物質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件實用意義不大。將鋁方管泡沫鋁作為填充材料能充分發揮泡沫鋁的優良性能。采用數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構