泡沫铝/聚氨酯复合墙力学性能试验研究

发布时间：2022-10-09 12:30

　　泡沫铝是以铝或铝合金为骨架,内含大量孔洞的轻质多孔材料。泡沫铝特殊的空间结构特性使其兼有金属及气泡特征,具有优越的缓冲吸能性能,是近年来得到发展并被广泛应用的新兴材料。通过向泡沫铝的孔洞中填充聚氨酯粘弹性材料,可获得性能更优的结构-功能一体化材料,从而扩宽泡沫铝在减震领域的应用范围,为土木工程结构振动控制提供新手段。本文采用试验研究与数值拟合的方法对泡沫铝和泡沫铝/聚氨酯复合材料的压缩与拉伸力学性能进行了相应的探究;提出了一种由泡沫铝和泡沫铝/聚氨酯复合材料制成的新型墙体构件,为探究其在结构振动控制领域内应用的可行性进行了相关试验研究。本文的主要研究如下文所示:1.通过对21个泡沫铝、聚氨酯及泡沫铝/聚氨酯复合材料试件进行单调压缩加载试验,分析其受力全过程,并通过对关键受力特征点和特征值的计算及压缩应力-应变曲线的对比,考察高宽比、孔隙率两因素对材料力学性能的影响。同时,利用Avalle泡沫材料唯象力学本构模型,对不同高宽比下孔隙率不同的泡沫铝及泡沫铝/聚氨酯复合材料的单调压缩曲线进行拟合,得到各高宽比下的压缩本构公式,为预测泡沫铝及泡沫铝/聚氨酯复合材料的单调压缩性能提供了重要保证。... 

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 泡沫铝材料的基本特性
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 泡沫铝及其复合材料压缩性能研究现状
        1.3.2 泡沫铝及其复合材料拉伸性能研究现状
        1.3.3 泡沫铝及其复合材料减震应用研究现状
    1.4 本文主要研究目的及内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
第2章 泡沫铝及其复合材料压缩力学性能试验研究
    2.1 引言
    2.2 试件设计与试验方案
        2.2.1 试件设计
        2.2.2 试验装置及方案
    2.3 试验结果分析
        2.3.1 典型试件受力全过程
        2.3.2 试件关键受力特征点选取
        2.3.3 孔隙率对材料压缩性能的影响
        2.3.4 高宽比对材料压缩性能的影响
    2.4 唯象力学本构模型的建立
        2.4.1 高宽比为1的纯泡沫铝试件压缩曲线拟合
        2.4.2 高宽比为1的泡沫铝/聚氨酯复合试件压缩曲线拟合
        2.4.3 高宽比为1.5的纯泡沫铝试件压缩曲线拟合
        2.4.4 高宽比为1.5的泡沫铝/聚氨酯复合试件压缩曲线拟合
        2.4.5 高宽比为2的纯泡沫铝试件压缩曲线拟合
        2.4.6 高宽比为2的泡沫铝/聚氨酯复合试件压缩曲线拟合
        2.4.7 高宽比对材料压缩性能的影响
    2.5 本章小结
第3章 泡沫铝及其复合材料拉伸力学性能试验研究
    3.1 引言
    3.2 试件设计与试验方案
        3.2.1 试件设计
        3.2.2 试验装置及方案
    3.3 试验结果分析
        3.3.1 典型试件受力全过程
        3.3.2 试件关键受力特征值选取
        3.3.3 孔隙率对材料拉伸性能的影响
        3.3.4 厚度对材料拉伸性能的影响
        3.3.5 压缩性能与拉伸性能的比较
    3.4 本构模型的建立
        3.4.1 试件杨氏模量与抗拉强度的确定
        3.4.2 试件极限应变的确定
    3.5 本章小结
第4章 泡沫铝及其复合材料墙体力学性能试验研究
    4.1 引言
    4.2 墙体试件设计
    4.3 阻尼比试验
        4.3.1 试验设计
        4.3.2 模态参数识别
        4.3.3 试验结果
    4.4 拟静力试验
        4.4.1 试验设计
        4.4.2 试验现象
        4.4.3 试验结果
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]开孔泡沫铝-环氧树脂复合夹芯板局压性能试验研究[J]. 辛亚军,肖博,程树良,李慧剑.  材料研究学报. 2016(09)
[2]环氧树脂/泡沫铝一体型复合夹层板压缩及弯曲试验研究[J]. 辛亚军,李慧剑,赵旭亚,程树良,余为.  实验力学. 2015(04)
[3]内部缺陷对闭孔泡沫铝压缩性能影响的有限元分析[J]. 陈旭,黄建,夏兴川,陈晓伟,张赞,赵维民,廖波.  河北工业大学学报. 2015(01)
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[5]聚氨酯泡沫铝动力学性能实验及本构模型研究[J]. 张勇,陈力,陈荣俊,谢卫红.  爆炸与冲击. 2014(03)
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硕士论文
[1]高性能泡沫铝减振机理及力学性能试验研究[D]. 轩鹏.东南大学 2016
[2]基于聚氨酯管的台车碰撞缓冲吸能装置研究[D]. 曹松.湖南大学 2016
[3]加固改造梁柱节点的连接方法及抗震性能研究[D]. 石伟明.西安科技大学 2011
[4]开孔泡沫铝物理及力学性能的研究[D]. 项苹.合肥工业大学 2008
[5]硅橡胶填充泡沫铝吸能性能和层合梁抗弯性能研究[D]. 林森.合肥工业大学 2007
[6]开孔与闭孔泡沫铝力学性能的实验研究[D]. 康颖安.湘潭大学 2006
[7]粉末冶金—添加造孔剂法制备开孔泡沫铝及其性能研究[D]. 姜斌.天津大学 2006



本文编号：3688641