高孔隙率闭孔泡沫铝的低应变率压缩行为

通过落锤冲击实验研究高孔隙率闭孔泡沫铝的动态压缩性能及抗低速冲击特性,同时通过高速摄影仪观察试件的动态压缩行为,并记录落锤冲击速度的衰减过程.结果表明,高孔隙率闭孔泡沫铝的抗冲击缓冲效果明显,且在低速冲击条件下其变形特征与准静态变形类似.采用有限元方法分析了落锤和泡沫中应力的分布特点以及表面摩擦系数对应力分布的影响.由于摩擦力阻碍了接触面处泡沫的横向位移,致使其压缩外形呈``鼓形'';在低速冲击时,应力在泡沫铝试件内部的传播周期远小于冲击的缓冲时间,应力波现象并不明显,应力的变化与准静态压缩时相似.在考虑接触面上摩擦力的基础上,通过第2类Lagrange方程建立了落锤-泡沫材料的碰撞解析模型,将预测的落锤冲击速度的衰减过程分别与实验和有限元结果进行比较,取得了较为一致的结论,并进一步讨论了不同冲击速度和材料参数对冲击过程的影响.