泡沫鋁夾芯板的力學(xué)性能及動態(tài)測試

泡沫鋁夾芯板結(jié)構(gòu)的防護(hù)

防護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)及機(jī)械零部件一般要求不僅具有良好的抗沖擊能力，而且也要具有一定的強(qiáng)度和剛度。泡沫鋁現(xiàn)已被廣泛的用于抗沖擊防護(hù)材料，它是輕質(zhì)的抗沖擊的多孔材料，但是從目前對泡沫鋁力學(xué)性能的研究可以看出，泡沫鋁的強(qiáng)度性能并不高，所以不適合單獨(dú)作為吸能的結(jié)構(gòu)件；了解其沖擊波傳播特性是評價(jià)其抗沖擊抗爆炸防護(hù)性能的前提和基礎(chǔ)，對設(shè)計(jì)防護(hù)結(jié)構(gòu)有著重要的理論指導(dǎo)和參考價(jià)值。而目前艦船舷側(cè)結(jié)構(gòu)的鋼板雖然具有高于單純泡沫鋁的強(qiáng)度和剛度，但是它的能量吸收性能低于單純泡沫鋁。因此若把這兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，制作成泡沫鋁夾心結(jié)構(gòu)，利用他們各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)共同的不足，研制出一種既可滿足做結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度的要求，同時(shí)又可以滿足防護(hù)裝置對其結(jié)構(gòu)材料特與的高能量吸收特性要求的一種新型的艦船防護(hù)結(jié)構(gòu)。 Xue對爆炸沖擊荷載作用下夾芯層板和同樣重量的實(shí)體板抗沖擊性能進(jìn)行了對比分析，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的夾芯層板具有顯著優(yōu)越的吸能效。

泡沫鋁夾芯板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

泡沫鋁夾芯結(jié)構(gòu)滿足高剛度、高強(qiáng)度及高能量吸收特性這兩種最基本的要求以外，還具有下列優(yōu)點(diǎn)：

(1)由于泡沫鋁具有輕質(zhì)的特點(diǎn)，因此以其作艦船舷側(cè)的防護(hù)構(gòu)件，可以滿足艦船的輕量化、低能耗的發(fā)展要求。

(2)由于泡沫鋁具有低的電導(dǎo)率和低的導(dǎo)熱率，因此以其做為艦船舷側(cè)的防護(hù)構(gòu)件，可以做到艦船艙內(nèi)氣溫保持恒定，減少漏電事故，提高設(shè)備的安全性能。

(3)由于泡沫鋁具有良好的吸聲性能，所以可以吸收艦船內(nèi)部的馬達(dá)聲，起到屏蔽聲波的作用，從而海上作戰(zhàn)時(shí)不易被敵方的艦船監(jiān)測到，增強(qiáng)了隱蔽性。

(4)由于泡沫鋁具有不易燃燒的特點(diǎn)，因此提高了艦船內(nèi)部設(shè)備的安全性，有利于環(huán)境保護(hù)。

(5)具有良好的減震性能，能夠減少艦船內(nèi)部的損害。

由于泡沫鋁夾心結(jié)構(gòu)起主要功能作用的是它的芯體部分即泡沫鋁，它是一種在鋁基體中含有一定數(shù)量、一定孔徑、一定空隙率的金屬材料。它由剛性金屬骨架和內(nèi)部的孔隙組成，有許多結(jié)構(gòu)及性能上的優(yōu)點(diǎn)，其中泡沫鋁是多孔金屬材料的典型代表，泡沫金屬有質(zhì)量輕，抗震、緩沖等優(yōu)越的性能，其最大的缺點(diǎn)是強(qiáng)度不高，將其與傳統(tǒng)致密材料結(jié)合起來組成夾芯構(gòu)件是一個(gè)重要的研究方向。夾芯板結(jié)構(gòu)就是由金屬面板與泡沫鋁芯構(gòu)成的三明治結(jié)構(gòu)，在充分發(fā)揮泡沫鋁材料自身特點(diǎn)的同時(shí)解決了其強(qiáng)度低的問題，從而既提高了抗沖擊破壞能力又加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體剛度。