开孔泡沫铝制备及其性能研究（二十三）

高孔隙率泡沫铝填充圆管压缩性能的研究（3）

实验结果及分析(1)

开孔泡沫铝夹芯圆管的压缩性能(1)

（1）高孔隙率开孔泡沫铝夹芯圆管的压缩性能

a、两种尺寸的石膏型熔模法制备开孔泡沫铝的准静态压缩载荷-位移曲线：均表现出三个明显的变形特征阶段，即弹性段、塑性平台段和致密化段。在弹性段，位移较小，压缩载荷增大得较快。当载荷增加到一定值，即达到开孔泡沫铝的屈服载荷，开孔泡沫铝发生屈服，之后随着压缩位移的增大，载荷增加较为缓慢，形成载荷的平台段。随着压缩位移的继续增大，当进入致密化段后，开孔泡沫铝的孔棱全部压塌并相互接触，压缩载荷迅速上升。

另一方面，由于ZL101铝合金为脆性材料，使得泡沫ZL101铝合金在压缩过程中骨架脆性断裂，逐层坍塌，即为平台段的波动现象。在压缩的整个过程中，1#试样泡沫铝所受载荷较2#试样泡沫铝载荷大。

b、两种尺寸的空心圆管与石膏型熔模法制备的开孔泡沫铝夹芯管的压缩载荷-位移曲线：通过比较两种尺寸的空心圆管压缩过程，可以发现在整个压缩过程中，当发生相同的压缩位移时，3#试样空心圆管所承受载荷大于4#试样空心圆管。这是由于两种圆管的径厚比不同，前者的径厚比为21.7，后者的径厚比为30.4。空心圆管径厚比越大，则在压缩过程中越容易发生变形，从而发生相同的压缩位移时所受载荷较小。可见，空心圆管的压缩行为与其本身的结构参数有着密切的关系。

通过比较两种尺寸的泡沫铝夹芯圆管与空心圆管的压缩载荷-位移曲线，可以发现经泡沫铝填充后的圆管较空心圆管，在压缩过程中发生相同位移时所受载荷有所提高，且曲线的波动频率与波动幅度有所下降。此外，与空心圆管相比，泡沫铝夹芯圆管发生初始屈服的压缩位移及屈服载荷都有所增加，如表4-2所示。可见，石膏型熔模法所制备的开孔泡沫铝夹芯圆管的压缩力学性能优于空心圆管。

                                   表4-2准静态压缩初始屈服位移及初始屈服最大载荷