三维泡沫铝轧制仿真建模及性能分析

发布时间：2023-10-08 18:33

　　泡沫铝是一种新型多孔金属材料,由于其重量轻、吸音、电磁屏蔽和抗冲击性良好等特性,它在汽车、航空航天、建筑和航运等各种行业中有着广泛的应用。然而,由于其独特的蜂窝胞孔结构,泡沫铝在刚度方面存在不足。因此在实际应用中,往往需要在泡沫铝的上表面和下表面添加金属面板形成泡沫铝夹芯板结构以提高其刚度。泡沫铝夹芯板又称三明治夹心结构,其独特的结构使其不仅具有多孔结构的优良特性,而且上下金属面板让该结构具有良好的刚性和强度。但由于上下金属面板与泡沫铝芯是通过物理或化学的手段连接成一体,这种方法制备而成的泡沫铝夹层板会随着使用环境恶化和年限的增加,容易造成金属面板与泡沫铝芯松弛甚至脱落等现象。因此有学者提出通过轧制手段使泡沫铝芯的上下表面形成良好密实层,从而形成泡沫铝三明治结构,然而泡沫铝孔隙结构的存在使得其在轧制过程中容易产生裂纹等问题,因此研究泡沫铝轧制性能十分必要。本文在前人建立的模型基础上通过计算机数值仿真模拟手段提出了三维泡沫铝仿真模型建模方法,提供了与实际泡沫铝更接近的三维几何模型;并研究了在轧制过程中轧制工艺参数等变量对泡沫铝材料的等效应力、等效应变和裂纹萌生趋势等性能的影响。本文具体工...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 泡沫铝应用领域
    1.3 泡沫铝的结构参数和力学模型
        1.3.1 泡沫铝的结构参数
        1.3.2 泡沫铝的经典力学模型
    1.4 泡沫铝材料的常见制备方法
    1.5 泡沫铝轧制研究现状
    1.6 课题意义和研究内容
第二章 泡沫铝轧制理论基础与常规力学特性
    2.1 引言
    2.2 同步轧制理论
    2.3 泡沫铝压缩力学特性
        2.3.1 弹性阶段的基本原理
        2.3.2 屈服阶段的基本理论
        2.3.3 致密化阶段的理论基础
    2.4 泡沫铝拉伸力学特性
    2.5 金属变形抗力数学模型及其研究方法
        2.5.1 变形程度对变形抗力的影响
        2.5.2 变形速率对变形抗力的影响
        2.5.3 变形抗力数学模型
第三章 三维泡沫铝轧制仿真建模
    3.1 引言
    3.2 均匀球体三维模型建模
    3.3 随机消除球体三维模型建立
    3.4 DEFORM-3D前处理设置
        3.4.1 网格划分
        3.4.2 材料属性
        3.4.3 DEFORM-3D轧制工艺设置
    3.5 本章小结
第四章 均匀球分布三维模型轧制有限元分析
    4.1 引言
    4.2 不同轧制道次对轧制力的影响
    4.3 不同孔隙率对轧制力的影响
    4.4 不同轧制速度对轧制力的影响
    4.5 不同压下量对轧制力的影响
    4.6 不同轧制道次对损伤因子的影响
    4.7 本章小结
第五章 随机三维球体模型轧制有限元分析
    5.1 引言
    5.2 不同轧制温度中等效应力分布
    5.3 不同轧制温度中等效应变分布
    5.4 不同轧制温度对损伤因子的影响
    5.5 高温轧制对泡沫铝晶粒的影响
    5.6 高温下不同道次对轧制力的影响
    5.7 闭孔泡沫铝轧制实验
    5.8 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录 本人在攻读硕士期间的科研成果



本文编号：3852564