發(fā)布時(shí)間：2022-07-20 17:59

　　泡沫鋁合金作為一種輕質(zhì)材料,具有高比剛度、高比強(qiáng)度、吸能降噪等優(yōu)異的力學(xué)性能和物理特性,廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、安全防護(hù)等行業(yè)。由于泡沫鋁合金材料服役工況的多樣性和復(fù)雜性,無(wú)論是實(shí)際工程中的應(yīng)用,還是針對(duì)材料進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì),都需要對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行深入地研究。本文采用實(shí)驗(yàn)研究和有限元數(shù)值模擬計(jì)算相結(jié)合的方式,對(duì)泡沫鋁合金試樣尺寸對(duì)其力學(xué)行為的影響進(jìn)行了研究。同時(shí),對(duì)泡沫鋁合金材料進(jìn)行了簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)加載實(shí)驗(yàn),得到了泡沫鋁合金的實(shí)驗(yàn)屈服軌跡,結(jié)合理論分析,提出了一個(gè)適用于泡沫鋁合金材料的初始屈服準(zhǔn)則,并基于此建立了針對(duì)體積可壓縮固體相對(duì)密度相關(guān)的宏觀唯象本構(gòu)方程,通過(guò)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了所建立唯象本構(gòu)方程的有效性。為了探究泡沫鋁合金試樣尺寸對(duì)試樣力學(xué)性能的影響以及能夠表征泡沫鋁合金材料性能的最小試樣尺寸,本文首先建立了3D Voronoi有限元隨機(jī)模型,通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究對(duì)建立的模型和數(shù)值計(jì)算過(guò)程的有效性和合理性進(jìn)行了驗(yàn)證。通過(guò)數(shù)值計(jì)算的方式探究了泡沫鋁合金材料在準(zhǔn)靜態(tài)單軸壓縮、剪切和彎曲三種不同工況下力學(xué)性能的試樣尺寸效應(yīng),并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)三種不... 

【文章頁(yè)數(shù)】：142 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 多胞金屬材料概述
    1.3 多胞材料力學(xué)性能的尺寸效應(yīng)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 單軸壓縮或拉伸載荷下的尺寸效應(yīng)
        1.3.2 剪切和彎曲載荷下的尺寸效應(yīng)
        1.3.3 壓入載荷下的尺寸效應(yīng)
        1.3.4 類缺陷結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)材料性能的影響
    1.4 多軸加載實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.4.1 雙軸壓縮、三軸壓縮、雙軸拉伸實(shí)驗(yàn)技術(shù)
        1.4.2 壓縮(拉伸)-剪切復(fù)合加載實(shí)驗(yàn)技術(shù)
    1.5 泡沫材料本構(gòu)關(guān)系研究
        1.5.1 靜水壓相關(guān)雙變量準(zhǔn)則
        1.5.2 考慮應(yīng)力偏張量第三不變量3J的靜水壓相關(guān)屈服準(zhǔn)則研究
    1.6 本文主要研究工作
第二章 泡沫鋁合金的試樣尺寸效應(yīng)
    2.1 3D Voronoi隨機(jī)模型
        2.1.1 3D Voronoi有限元模型的建立
        2.1.2 3D Voronoi有限元隨機(jī)模型有效性及合理性驗(yàn)證
    2.2 單軸壓縮載荷下計(jì)算結(jié)果及分析
        2.2.1 有限元模擬計(jì)算結(jié)果
        2.2.2 摩擦系數(shù)的影響
        2.2.3 計(jì)算結(jié)果分析
        2.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
    2.3 剪切載荷下計(jì)算結(jié)果及分析
        2.3.1 有限元模擬計(jì)算結(jié)果
        2.3.2 計(jì)算結(jié)果分析
    2.4 彎曲載荷下計(jì)算結(jié)果及分析
        2.4.1 有限元模擬計(jì)算結(jié)果
        2.4.2 計(jì)算結(jié)果分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 不同應(yīng)力狀態(tài)下泡沫鋁合金屈服行為的實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料
    3.2簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)實(shí)驗(yàn)
    3.3壓縮-剪切復(fù)合加載實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 壓縮-剪切復(fù)合加載實(shí)驗(yàn)裝置
        3.3.2 壓縮-剪切復(fù)合加載實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4三軸圍壓加載實(shí)驗(yàn)
        3.4.1 三軸圍壓實(shí)驗(yàn)裝置
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.5 泡沫鋁合金屈服準(zhǔn)則的建立
        3.5.1 材料初始屈服點(diǎn)的定義
        3.5.2 已有理論屈服準(zhǔn)則與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比
        3.5.3 考慮應(yīng)力偏張量第三不變量3J的屈服準(zhǔn)則
    3.6 本章小結(jié)
第四章 泡沫鋁合金宏觀唯象本構(gòu)關(guān)系研究
    4.1 一維率無(wú)關(guān)體積不可壓縮固體彈-塑性本構(gòu)
    4.2 基于特征應(yīng)力和特征應(yīng)變的泡沫鋁合金唯象本構(gòu)關(guān)系
        4.2.1 特征應(yīng)力和特征應(yīng)變
        4.2.2 單軸壓縮加載下材料的硬化行為
        4.2.3 泡沫鋁合金宏觀唯象本構(gòu)模型的構(gòu)建
    4.3 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文
博士學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]真三軸靜載作用下混凝土的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究[J]. 徐松林,王鵬飛,單俊芳,張鳴,周李姜.  振動(dòng)與沖擊. 2018(15)
[2]基于三維Hopkinson桿的混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究[J]. 徐松林,王鵬飛,趙堅(jiān),胡時(shí)勝.  爆炸與沖擊. 2017(02)
[3]花崗巖動(dòng)靜態(tài)壓剪復(fù)合加載實(shí)驗(yàn)研究[J]. 章超,徐松林,王道榮,胡時(shí)勝,周李姜.  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]泡沫鋁合金動(dòng)態(tài)彈塑性本構(gòu)關(guān)系的研究(英文)[J]. 王志華,敬霖,趙隆茂.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(03)
[5]壓實(shí)黏土的三軸拉伸特性試驗(yàn)研究[J]. 張琰,張丙印,孫遜,李廣信.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2010(06)
[6]混凝土在雙向應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)特性研究[J]. 王有凱,徐秋麗,張素華.  路基工程. 2009(05)
[7]一種新型真三軸儀的研制與開(kāi)發(fā)[J]. 邵生俊,羅愛(ài)忠,鄧國(guó)華,潘德勇.  巖土工程學(xué)報(bào). 2009(08)
[8]巖石雙軸壓縮試驗(yàn)及裝置研究進(jìn)展[J]. 張慶,侯愛(ài)軍,贠小有,楊小林.  河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(04)
[9]一種新的高應(yīng)變率復(fù)合壓剪實(shí)驗(yàn)技術(shù)[J]. 崔云霄,盧芳云,林玉亮,陳軍,譚多望.  實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2006(05)
[10]膜結(jié)構(gòu)雙軸拉伸試驗(yàn)機(jī)的研制與開(kāi)發(fā)[J]. 陳魯,李陽(yáng),張其林,楊宗林.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2006(01)

碩士論文
[1]多胞金屬材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及屈服行為研究[D]. 張?jiān)?太原理工大學(xué) 2015
[2]泡沫鋁質(zhì)材料屈服行為的數(shù)值研究[D]. 竺汝彬.華中科技大學(xué) 2008
[3]新型土工三軸儀測(cè)控系統(tǒng)的基本研究[D]. 裴經(jīng)旻.大連理工大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3664478