泡沫金属的初始屈服面和破坏面在主应力空间和主应变空间中的表征

发布时间：2021-06-13 20:11

　　作为一种应用广泛并且吸能效果优异的多功能结构材料,泡沫金属在实际工程应用中通常处于复杂的应力状态,因此研究其在主应力和主应变空间中的初始屈服面和破坏面是很有必要的。然而,多轴拉伸加载的困难导致多轴下的屈服点和破坏点的数据量严重不足,难以刻画在主应力和主应变空间中的初始屈服面和破坏面。用数量稀少的数据点去表征泡沫金属的初始屈服面和破坏面存在以偏概全的可能,这也是泡沫金属初始屈服面和破坏面的表征一直存在争议的主要原因。因此,只有在主应力空间或主应变空间中用足够数量的数据点去直接展示泡沫金属屈服面和破坏面的全貌,才有可能得到合理的表征结果。本文建立包含细观结构的3D Voronoi闭孔泡沫铝模型并开展其的多轴加载有限元数值模拟实验。在单轴压缩、单轴拉伸和双轴拉伸的实验结果的基础上检验了基体铝的材料参数和计算参数的合理性。通过预设初始力加载的三轴比,可以得到覆盖整个主应力空间和主应变空间许可区域的动静态数据点,进而全面表征准静态屈服面、准静态破坏面和动态破坏面。本文的主要研究内容如下:（1）提出了适用于泡沫金属的多轴加载初始屈服准则和破坏准则。初始屈服准则和破坏准则是确定初始屈服面和破坏面上数... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

泡沫金属：（a）开孔泡沫金属；（b）闭孔泡沫金属

实验可以反映泡沫金属的一些基本力学性能，但于冲击防护吸能降噪等工程实践，对泡沫金属各际工程应用时，泡沫金属往往在多轴荷载作用下如泡沫铝夹芯板结构在承受低速冲击荷载后，构破坏模式，如图 1-4 所示[35]。这些工程应用对本构关系研究提出新的需求。因为静水压力会影沫金属的多轴力学响应不能仅通过单轴加载实验泡沫金属变形的作用。因此，致密金属常用的一ises 准则[37]等就不再适用于泡沫金属材料。且准确地获得泡沫金属多轴力学性能，只能通过制造困难导致多轴加载工况具有很大的局限性，如双轴拉伸、轴向围压、拉/压-剪切组合及拉/压-图 1-3 泡沫金属准静态单轴拉伸的应力应变曲线[17]

多轴实验测试技术的影响，泡沫金属多轴力学响应不能直接由单轴的发展使得探究泡沫金属复杂应力状态下的力相干涉和多轴拉伸试件的夹持等问题都给多轴加致目前现有的多轴实验工况十分有限。目前，现/压缩测试技术、剪切/扭转组合测试技术、和三轴缩测试技术装置的实验对象是岩石等硬质材料[38, 39]。与泡沫大，往往需要被压缩到很大的应变才会发生破坏可以满足实验要求。后来在混凝土的双轴压缩研的摩擦力对实验结果影响较大，因此 Kupfer 等改图 1-4 低速冲击下泡沫铝的拉伸-剪切组合破坏模式[35

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]泡沫填充混凝土冲击压剪力学性能实验研究[D]. 肖帆.华南理工大学 2014



本文编号：3228247