立方体多孔金属泡沫材料力学性能分析及制备成形技术研究

发布时间：2017-06-12 05:08

  本文关键词：立方体多孔金属泡沫材料力学性能分析及制备成形技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本论文主要研究一种立方体多孔金属材料的力学性能以及这种材料的制备成形工艺方法。所研究的立方体多孔金属材料是以中空的立方体单元体为基础结构的多孔材料,根据制备多孔材料的功能需求以及立方体单元体的几何特征进行空间排列,从而形成具有特定功能和形状的多孔材料。多孔材料的结构上的特殊属性是其内部分散着大量孔洞,较之常规的实体材料其具有很多特殊的性能,本文的研究中主要针对其力学性能,结合有限元仿真模拟的方法,对其静力学和动力学进行深入分析。静力学方面,主要针对立方体多孔金属,通过DoE分析,设计静力学的仿真试验,分析不同材料尺寸参数的多孔材料在正压力作用下的静力学性能,以及多孔金属相对密度的影响规律;以及和四边形蜂窝结构对比仿真分析。动力学方面,通过对比分析四边形蜂窝材料的结构以及其动力学的有限元仿真和理论计算结果,研究立方体多孔金属材料相对于四边形蜂窝材料的力学性能。本文提出了一种基于高精度模具利用金属板材冲压工艺的方法,制备立方体多孔金属的工艺流程。通过立方体单元体分体组合的方式,将立方体单元体分为两个独立的立方体分体。每个立方体分体由一套连续模分别冲压成形,将两个单元分体扣合在一起,形成完整的立方体单体。再将大量立方体单元体通过金属胶接或激光焊接工艺,拼接成完整的立方体多孔金属样件。通过室温下的实验,对该工艺方法制备完成的多孔金属实验样件进行分析。
【关键词】：多孔材料 立方体结构 力学性能 制备工艺
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 课题研究的背景、目的和意义12-16
• 1.2 国内外多孔金属材料的发展现状16-21
• 1.2.1 多孔金属材料的力学性能以及应用研究发展状况16-19
• 1.2.2 多孔金属材料的制备工艺19-21
• 1.3 目前存在的问题与发展趋势21-22
• 1.4 研究内容及拟解决的关键问题22-24
• 第二章 立方体多孔金属材料的结构特征及静力学性能24-36
• 2.1 引言24
• 2.2 立方体多孔材料的结构特征分析24-27
• 2.3 立方体多孔材料的静力学仿真试验设计27-31
• 2.4 仿真结果分析31-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第三章 立方体多孔金属材料的动力学性能研究36-46
• 3.1 引言36-37
• 3.2 基于Mises和Tresca屈服准则的超单元折叠理论的准静态压缩分析37-41
• 3.2.1 超单元折叠理论的简介37-38
• 3.2.2 Mises和Tresca屈服准则38-39
• 3.2.3 四边形蜂窝材料承载截面的实际模型和简化模型39
• 3.2.4 实际模型和理论模型的超单元折叠理论计算39-41
• 3.3 立方体多孔材料的动力学性能有限元仿真分析41-42
• 3.4 理论动力学性能理论结果和数值仿真分析42-44
• 3.4.1 基于超单元折叠的准静态理论分析结果42-43
• 3.4.2 有限元仿真结果43-44
• 3.5 结果对比分析44-45
• 3.5.1 对比理论与仿真结果44-45
• 3.5.2 分析数值仿真结果45
• 3.6 本章小结45-46
• 第四章 立方体多孔金属的成形制备工艺及力学性能试验46-63
• 4.1 引言46
• 4.2 立方体多孔材料的制备工艺46-54
• 4.2.1 立方体单元体的制备工艺46-52
• 4.2.2 立方体单元体的拼接工艺52-54
• 4.3 立方体多孔材料的力学性能实验54-61
• 4.3.1 静力学实验54-55
• 4.3.2 动力学实验55-57
• 4.3.3 实验结果与分析57-61
• 4.4 分析小节61-63
• 第五章 总结展望63-66
• 5.1 本文总结63-65
• 5.2 研究展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• 附件72

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本文编号：443304