具有恒定冲击载荷的梯度泡沫金属材料设计

多胞材料可通过大变形大量地吸收冲击能量，引入密度梯度可进一步提高其耐撞性。梯度多胞材料的宏观力学响应对材料密度分布极为敏感，不同类型的细观构型的影响也极为不同。已有的研究工作主要局限在对给定的密度梯度分析其动态响应，较少对耐撞性设计方法进行研究。本文针对梯度闭孔泡沫金属材料，基于非线性塑性冲击波模型发展了耐撞性反向设计方法，以维持冲击物受载恒定为目标，运用级数法获得了简化模型和渐近解。利用变胞元尺寸法构建了连续梯度变化的三维Voronoi细观有限元模型，并利用ABAQUS/Explicit有限元软件对理论设计进行数值验证。结果表明，反向设计理论简化模型的渐近解对于梯度闭孔泡沫金属材料的耐撞性设计是有效的，所提出的耐撞性设计方法在控制冲击吸能过程和冲击物受载方面具有指导意义。     

铝合金熔体泡沫化过程及多样化的泡沫铝合金

为满足高技术对多样化高比强新型多组元泡沫铝合金的需求,研究了泡沫化过程如下规律：何种铝合金适合泡沫化制备又可获得高比强;泡沫铝合金凝固收缩的物理本质及其解决的新方法;球形孔泡沫铝合金形成规律;二次泡沫化形成泡沫铝合金异型件的规律及其控制.     

超轻多孔金属的进展与物理学

简述了超轻多孔金属的结构、性能,研究从材料范畴发展为物理学范畴.发展的新趋势为,将国家高技术目标需求与科学前沿相结合,将认识与实践相结合.     

铝合金熔体在多孔介质中的渗流过程及多孔铝合金

以高技术需求的多孔铝合金为研究对象,揭示了铝合金熔体在多孔介质中的渗流过程及影响规律;根据相似原理采用渗流模拟法揭示了模拟液在多孔介质中渗流的规律,与熔体渗流过程结果吻合良好;建立了熔体在多孔介质中渗流,控制多孔铝合金孔结构的物理模型并与实验吻合,以控制孔结构;在上述单一孔径多孔铝合金基础上,发展了梯度孔径及周期调制的新型多孔铝合金,获得了更佳的声学性能.     

轻质能量吸收器

研究了泡沫铝及其合金用作航天、航空轻质能量吸收器所关注的如下问题: 能量吸收性能(E)、紧实应变(ε_d)、孔隙率(P)及其精确控制P±1%, 以及应变速率对能量吸收的影响. 结果表明, 一致性控制孔隙率泡沫铝及铝合金, 在不同应变速率条件下都适合作为轻质能量吸收器.     

数字图像相关方法在闭孔泡沫铝压缩试验中的应用

为了了解相对密度与胞孔结构对闭孔泡沫铝力学性能的影响,本文采用放大成像及数字图像相关技术对两种不同密度的泡沫纯铝试样进行了实验研究.利用数字图像相关方法对泡沫纯铝变形前后的图像进行相关计算,获得了弹性范围内静态压缩情况下闭孔泡沫铝材料表面的全场变形及局部孔结构的变形,同时根据试验结果计算了试件的名义弹性模量.实验结果表明泡沫铝整体孔结构的变形与泡沫金属材料相对密度有关,而单个孔结构的变形主要与孔壁面光滑程度和皱褶有关.实验结果还表明图像相关方法能够有效地应用于闭孔泡沫金属的力学性测量和评估的研究.     

超轻多孔金属的进展与物理学

简述了超轻多孔金属的结构、性能，研究从材料范畴发展为物理学范畴。发展的新趋势为，将国家高技术目标需求与科学前沿相结合，将认识与实践相结合。