铝圆管蜂窝材料制备及其准静态压缩性能研究

发布时间：2021-11-14 11:23

　　圆管蜂窝的制备是制约其发展和应用的一个关键问题。采用钎焊方法,设计钎焊工艺流程,制备铝圆管蜂窝材料,为蜂窝材料的生产提供了一种方法。对制备的蜂窝材料进行了准静态压缩试验,研究圆管的变形特征和力学响应。采用有限元对试验进行模拟,考虑钎焊焊缝和制备缺陷影响,建立圆管蜂窝的有限元模型,发现有限元模拟应力-应变曲线和变形过程与试验结果吻合良好。制备缺陷导致蜂窝提前密实化,对力学性能的影响不可忽略。在此基础上对不同壁厚圆管蜂窝进行了准静态压缩模拟,同时基于弹塑性理论推导了蜂窝的等效弹性模量和塑性初始屈服应力的计算公式,结果表明考虑焊缝影响时解析解和模拟结果相近,都要高于相同条件下不考虑焊缝的理想解,且随着相对密度的增加,焊缝的影响作用增大。 

【文章来源】：机械工程学报. 2020,56(16)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

钎焊铝圆管蜂窝准静态压缩变形过程

铝圆管蜂窝压缩应力-应变曲线

圆管蜂窝的相对密度主要取决于圆管的几何参数和排布形式，当考虑制备方法时，钎焊焊缝也会对其有影响。如图8所示是钎焊铝圆管蜂窝的代表体单元，其中t是指圆管的壁厚，r为内径，R为外径，ρ是薄壁中心到原点的距离，α表示横向焊缝的位置，相对密度ρ*是指结构密度ρc除以材料本征密度ρs。由于纵向焊缝的长度较小，可以忽略不计，因此圆管蜂窝的相对密度可以表示如式(1)所示[12]。该式中焊缝的位置通常是与圆管的半径有关，而圆管的壁厚对其影响较小。如表1所示是外径都为8 mm而壁厚不同时蜂窝的相对密度，基于有限元模型分别对这六种壁厚的蜂窝进行准静态压缩模拟，得到了相应的应力-应变曲线，如图9所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]含随机填充孔圆形蜂窝结构的面内冲击性能[J]. 何强,马大为,张震东.  爆炸与冲击. 2015(03)



本文编号：3494548