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泡沫鋁子彈撞擊下多孔金屬夾芯板的塑性動(dòng)力響應(yīng)研究四

多孔金屬夾芯板的性能
(1)良好的抗沖擊性及能量吸收特性
泡沫鋁是一種輕質(zhì)的具有能量吸收和抗沖擊性能的多孔材料，相對(duì)密度低，高比強(qiáng)度，將其夾在兩層金屬板中間構(gòu)成夾芯梁或板，或填充在金屬空心圓簡(jiǎn)內(nèi)則既能滿足構(gòu)件的剛度和強(qiáng)度要求，又能滿足高能量吸收特性的要求。桂良進(jìn)等通過(guò)對(duì)泡沫填充管的能量吸收特性的研究說(shuō)明了這一點(diǎn)。
(2)良好的抗振性
泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)具有很高的阻尼特性，泡沫鋁本身就是一種輕質(zhì)高阻尼材料，其金屬框架及孔隙結(jié)構(gòu)具有高能量吸收的特性，阻尼值可達(dá)到鑄鐵材料的5~10倍。將其應(yīng)用于夾芯結(jié)構(gòu)，作為阻尼層發(fā)生振動(dòng)時(shí)還會(huì)被迫伸縮，層內(nèi)產(chǎn)生較大的剪切應(yīng)力和應(yīng)變，因此會(huì)損耗更多的能量。特別是泡沫鋁和金屬殼間的接觸性對(duì)結(jié)構(gòu)阻尼有極大的影響，如果接觸表面間在壓力作用下可以相對(duì)滑動(dòng)，則會(huì)產(chǎn)生附加的界面阻尼作用，阻尼效應(yīng)由界面的干摩擦產(chǎn)生，這就使得過(guò)量的振動(dòng)可得到有效的衰減。如蒂 吉斯切等關(guān)于填充泡沫鋁后的兩根鋼管的研究表明，填充泡沫鋁后的鋼管較填充前平均阻尼增量為133%~645%(對(duì)于不同的填充條件，阻尼增量有所不同)，但若在相同填充條件下的兩根鋼管增量值相差較大，則它們機(jī)械阻尼的行為機(jī)制是有所不同的，以300%增量為假想的阻尼機(jī)制分界線，對(duì)低于此線的鋼管來(lái)說(shuō)，材料本身的阻尼起主要作用，此時(shí)，泡沫材料與鋼管之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此沒(méi)有任何的摩擦或連接阻尼：若鋼管內(nèi)表面輕微生銹，或由于壓力、表面粗糙度、孔隙中的介質(zhì)等因索造成管子與泡沫材料之間的金屬與金屬的接觸不完全，此時(shí)就會(huì)有摩擦阻尼的現(xiàn)象發(fā)生，這時(shí)材料阻尼和摩擦阻尼共同作用使其阻尼增量遠(yuǎn)高于分界線。利用這一點(diǎn)可適當(dāng)增加摩擦阻尼來(lái)提高泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)的抗振性。
(3)良好的吸聲性能
泡沫鋁吸聲板是一種先進(jìn)的吸聲材料，其吸聲性能除了與材質(zhì)有關(guān)外，還與材料厚度、覆面材料、空腔大小等有關(guān)。鐘祥璋等經(jīng)對(duì)厚度為8mm的毛板、表面裝飾噴涂板以及后背貼--層鋁箔的復(fù)合板的無(wú)規(guī)入射(混響法)吸聲性能分析表明，泡沫鋁吸聲板是消聲器用的理想吸聲材料。它能經(jīng)受氣流沖刷，而月耐受高溫，不僅適用于一般通風(fēng)空調(diào)消聲器，還適用于具有高溫氣流的消聲器使用。相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-1.

                                   表1-1  低于500低頻段的平均吸聲系數(shù)

項(xiàng)目                                           吸 聲 性 能 

板背未貼鋁箔                 0.14                         0.29                              0.38

8板背貼鋁箔                 0.45                         0.65                              0.74

增加百分比(%)                221.4                        124.1                             94.7