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淺談金屬多孔材料力學(xué)性能的探究論文
對(duì)金屬多空材料的應(yīng)用有著重要的作用，金屬多孔材料是有著功能和結(jié)構(gòu)雙重屬性的工程材料，尤其是在近些年的發(fā)展過程中使其得到了較為廣泛的應(yīng)用。金屬多孔材料有著密度小及抗沖擊性高等諸多的特征，由于對(duì)其實(shí)際的應(yīng)用領(lǐng)域愈來愈廣，在應(yīng)用的要求上也有著很大的提升，所以對(duì)金屬多孔材料的力學(xué)性能的理論進(jìn)行研究就顯得格外重要。
1.金屬多孔材料的理論及類型分析
1.1金屬多孔材料的理論分析
金屬多孔材料在實(shí)際的應(yīng)用過程中會(huì)由于受到拉應(yīng)力及壓應(yīng)力等作用的影響，對(duì)其自身的力學(xué)性能造成一定程度的威脅，所以其自身的力學(xué)材料性能對(duì)應(yīng)用的效果就有著直接性的影響。金屬多孔材料的力學(xué)性能指標(biāo)對(duì)應(yīng)用的工況環(huán)境有著決定性作用，在材料的性質(zhì)及致密材料上有著很大的差異性。在近些年的發(fā)展過程中，金屬材料作為一種吸能材料，依靠著自身質(zhì)量輕及吸能的效率高等優(yōu)勢(shì)在減震裝置等方面得到了應(yīng)用，其在承受壓縮應(yīng)力的過程中，應(yīng)力及應(yīng)變曲線上會(huì)有較寬屈服平臺(tái)區(qū)，所以在這一作用下能夠?qū)ν鈦砹M(jìn)行應(yīng)變，為能夠?qū)@一材料得到更好的應(yīng)用，就需要對(duì)其孔結(jié)構(gòu)以及空隙率等方面進(jìn)行研究，使其得到更好的應(yīng)用。
1.2金屬多孔材料的類型分析
材料制備技術(shù)的發(fā)展使得金屬泡沫及金屬蜂窩等金屬多孔材料得到了廣泛應(yīng)用，其中的金屬蜂窩多孔材料是人工制造的結(jié)構(gòu)，主要是受到蜂巢結(jié)構(gòu)的影響，隨著發(fā)展其在結(jié)構(gòu)上也呈現(xiàn)出了多樣化態(tài)勢(shì)。金屬蜂窩類型的多孔材料的廣泛應(yīng)用主要就是其在密度上相對(duì)較小，并在比剛度及比強(qiáng)度上都達(dá)到了一定程度，所以就成了生活中比較理想的輕質(zhì)材料�，F(xiàn)代的工業(yè)正處在蓬勃發(fā)展階段，所以對(duì)材料的性能方面就有著較高的要求，對(duì)簡(jiǎn)述蜂窩多孔材料的改進(jìn)就成了必然，其中負(fù)泊松比材料能夠在未來的發(fā)展中有著廣闊前景。負(fù)泊松比蜂窩i材料拉伸時(shí)膨脹及壓縮時(shí)收縮，所以有著較好的力學(xué)性能。
另外還有金屬纖維多孔材料，這一材料不僅有著金屬性質(zhì)同時(shí)也具有著內(nèi)部空隙，這是較好的結(jié)構(gòu)功能一體化材料。對(duì)這一材料的承受載荷及沖擊的力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行積累能夠有效的拓寬這一領(lǐng)域的功能依據(jù)。
2.金屬多孔材料力學(xué)性能及具體試驗(yàn)分析
2.1金屬多孔材料的力學(xué)性能分析
金屬多孔材料在壓縮應(yīng)力方面有著幾個(gè)重要的階段，首先在應(yīng)變力較低的過程中，線性彈性區(qū)及應(yīng)力會(huì)急劇的加大，金屬多孔材料處在壓縮時(shí)能量吸收能力會(huì)取決于壓縮應(yīng)力及應(yīng)變曲線下的平臺(tái)屈服區(qū)面積。在金屬多孔材料當(dāng)中的金屬纖維多孔材料要能夠比泡沫鋁的能量吸附性要強(qiáng)。而金屬蜂窩多孔材料會(huì)在不同的速度加載過程中發(fā)生不同變形模式，然后就隨著加載速度的增大其在變形模式上會(huì)從X型經(jīng)過V型向著I型進(jìn)行過渡。在這一過程中的X型模式的形成是沖擊試件自身及反射應(yīng)力波共同作用的一個(gè)結(jié)果。如果是速度繼續(xù)增大的時(shí)候，折疊區(qū)就會(huì)漸進(jìn)前行，其結(jié)構(gòu)的變形不會(huì)很大，橫截面上所發(fā)生的變形也是均勻的存在的。
2.2金屬多孔材料力學(xué)性能具體試驗(yàn)分析
通過以上對(duì)金屬多孔材料的力學(xué)性能的相關(guān)理論分析能夠看出，由于其在不同的因素影響下，會(huì)有不同程度的效果呈現(xiàn)出來。對(duì)金屬多孔材料的力學(xué)性能的試驗(yàn)對(duì)實(shí)際的應(yīng)用有著重要的作用和意義，首先在金屬多孔材料的環(huán)拉強(qiáng)度方面，對(duì)過濾管使用中所受到的徑向沖擊力所受力的狀態(tài)，進(jìn)行了檢測(cè)方法的設(shè)置。具體的步驟就是通過靜壓成型的管樣樣品，從拉伸模通孔的位置進(jìn)行施加向外拉力，然后通過環(huán)拉的強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算公式為：&=F/S，其中的&就是環(huán)拉強(qiáng)度，而S就是多孔圓環(huán)受力面積，F(xiàn)即為破壞金屬多孔的瞬時(shí)力。
對(duì)金屬多孔材料的彎曲性能的試驗(yàn)方面，這主要是對(duì)其沒有被破壞條件下能彎曲的最大角度。軋制成型的多孔板材通常要在卷管機(jī)上進(jìn)行卷制管材。在這一過程中對(duì)彎曲的角度的處理就顯得極為重要，彎曲角對(duì)卷管的最小直徑起到了決定性作用，此次的研究主要是對(duì)彎曲過程所受力的情況進(jìn)行的探究，主要是將寬度為三十毫米的試樣兩點(diǎn)支撐在壓力試驗(yàn)機(jī)的平臺(tái)上，然后將試樣中部和壓頭保持正對(duì)，然后再慢慢的加壓。
在這一環(huán)節(jié)要能夠?qū)υ嚇拥撞恐虚g的部位進(jìn)行詳細(xì)的觀察，倘若是發(fā)生有裂紋出現(xiàn)就要立即停止。通過相關(guān)的試驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)，當(dāng)彎曲的角度達(dá)到五十八度的時(shí)候，就能夠制備最小圓管直徑為一百二十毫米，這樣也就和實(shí)際的卷管直徑大小相符合，也就從另一方面說明了能夠通過彎曲的性能對(duì)金屬多孔材料在實(shí)際的卷管最大內(nèi)應(yīng)力上進(jìn)行表示。
另外對(duì)金屬多孔材料的剪切強(qiáng)度的試驗(yàn)過程中，由于在強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)上還沒有得到統(tǒng)一，所以此次的研究只是結(jié)合受力情況進(jìn)行設(shè)計(jì)剪切裝置。主要是將金屬多孔材料加工成直徑為為60×5毫米的片樣，然后采用上沖頭向下加力的方法，直到將多孔試樣造成破壞為止，通過這一壓力進(jìn)行對(duì)金屬多孔材料的剪切強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算。
金屬多孔材料會(huì)在一定的程度上受到復(fù)燒因素的影響，這樣就對(duì)其力學(xué)性能造成很大的影響。燒結(jié)工藝是影響材料的最為重要的因素，燒結(jié)的燒結(jié)頸發(fā)育的情況對(duì)金屬多孔材料的力學(xué)性能情況能夠得以真實(shí)的反映。而不同的燒結(jié)工藝也會(huì)對(duì)金屬多孔材料的力學(xué)性能產(chǎn)生不同的影響。但是在燒結(jié)金屬多孔材料的力學(xué)性能的理論研究方面，卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于材料的實(shí)際應(yīng)用，所以在材料應(yīng)用過程中的諸多問題還沒有得到相應(yīng)解決，這也是今后需要努力研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。
3.結(jié)語
總而言之，針對(duì)金屬多孔材料力學(xué)性能的實(shí)際理論研究能夠看出，對(duì)其力學(xué)性能造成影響的因素是多方面的，而要想將其力學(xué)性能得到有效保持就要對(duì)其材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理化的改進(jìn)。要能夠從實(shí)際出發(fā)，從材料的多方面內(nèi)容出發(fā)，只有這樣才能夠?qū)⒔饘俣嗫撞牧狭W(xué)性能得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。
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