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開(kāi)孔泡沫鋁制備及其性能研究（二十三）

高孔隙率泡沫鋁填充圓管壓縮性能的研究（3）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析(1)

開(kāi)孔泡沫鋁夾芯圓管的壓縮性能(1)

（1）高孔隙率開(kāi)孔泡沫鋁夾芯圓管的壓縮性能

a、兩種尺寸的石膏型熔模法制備開(kāi)孔泡沫鋁的準(zhǔn)靜態(tài)壓縮載荷-位移曲線：均表現(xiàn)出三個(gè)明顯的變形特征階段，即彈性段、塑性平臺(tái)段和致密化段。在彈性段，位移較小，壓縮載荷增大得較快。當(dāng)載荷增加到一定值，即達(dá)到開(kāi)孔泡沫鋁的屈服載荷，開(kāi)孔泡沫鋁發(fā)生屈服，之后隨著壓縮位移的增大，載荷增加較為緩慢，形成載荷的平臺(tái)段。隨著壓縮位移的繼續(xù)增大，當(dāng)進(jìn)入致密化段后，開(kāi)孔泡沫鋁的孔棱全部壓塌并相互接觸，壓縮載荷迅速上升。

另一方面，由于ZL101鋁合金為脆性材料，使得泡沫ZL101鋁合金在壓縮過(guò)程中骨架脆性斷裂，逐層坍塌，即為平臺(tái)段的波動(dòng)現(xiàn)象。在壓縮的整個(gè)過(guò)程中，1#試樣泡沫鋁所受載荷較2#試樣泡沫鋁載荷大。

b、兩種尺寸的空心圓管與石膏型熔模法制備的開(kāi)孔泡沫鋁夾芯管的壓縮載荷-位移曲線：通過(guò)比較兩種尺寸的空心圓管壓縮過(guò)程，可以發(fā)現(xiàn)在整個(gè)壓縮過(guò)程中，當(dāng)發(fā)生相同的壓縮位移時(shí)，3#試樣空心圓管所承受載荷大于4#試樣空心圓管。這是由于兩種圓管的徑厚比不同，前者的徑厚比為21.7，后者的徑厚比為30.4。空心圓管徑厚比越大，則在壓縮過(guò)程中越容易發(fā)生變形，從而發(fā)生相同的壓縮位移時(shí)所受載荷較小。可見(jiàn)，空心圓管的壓縮行為與其本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有著密切的關(guān)系。

通過(guò)比較兩種尺寸的泡沫鋁夾芯圓管與空心圓管的壓縮載荷-位移曲線，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)泡沫鋁填充后的圓管較空心圓管，在壓縮過(guò)程中發(fā)生相同位移時(shí)所受載荷有所提高，且曲線的波動(dòng)頻率與波動(dòng)幅度有所下降。此外，與空心圓管相比，泡沫鋁夾芯圓管發(fā)生初始屈服的壓縮位移及屈服載荷都有所增加，如表4-2所示。可見(jiàn)，石膏型熔模法所制備的開(kāi)孔泡沫鋁夾芯圓管的壓縮力學(xué)性能優(yōu)于空心圓管。

                                   表4-2準(zhǔn)靜態(tài)壓縮初始屈服位移及初始屈服最大載荷