树脂-泡沫铝复合材料制备及性能研究（二十四）

3.5结果与讨论

3.5.1 Al Foam和 PU-PUR/Al Foam 的落锤冲击性能分析A

(1)Al Foam落锤冲击破坏形貌分析

进行了Al Foam的落锤冲击实验，冲击能量为30J、40J、50J，分别命名为A1、 A2和A3。试样的尺寸为100mm×100mm×10mm，冲头为半球形，直径为16mm。 分析Al Foam在受到落锤冲击后的正面，背面和侧面的破坏形貌。

1、Al Foam板正面在受到30J的落锤冲击能量后在冲头冲击作用下，发生了较大形变，中心区域的泡沫铝孔洞从圆形变为了不规则的形状。与AlFoam 板中心区域相比，边缘区域距离冲击中心区域较远，泡沫铝孔洞发生的变形较小，泡沫铝孔洞受到撕扯从圆形变为了椭圆形，其中椭圆形的一边形成了尖端，朝向冲击中心。Al Foam板在受到30J的落锤冲击能量后，背面在冲击后的中心出现了长约2cm的裂缝，泡沫铝中心的泡沫铝孔洞被撕裂破坏，造成了泡沫铝的失效。泡沫铝背面中心处孔洞被撕裂破坏，周围裂缝的孔洞从圆形扭曲变形为椭圆形，背面泡沫铝孔洞的椭圆形为较短的直径朝向着受到冲击的中心，这是由于在受到落锤冲击荷载后，Al Foam板的正面中心压缩变形，而背面中心受到冲头作用而拉伸所造成的。Al Foam板在受到30J的落锤冲击能量后，侧面Al Foam板产生了明显的背凸现象。

2、Al Foam板正面受到40J的落锤冲击能量后其形变区域比30J落锤能量冲击下更大。在落锤冲头冲击Al Foam板的中心区域，其泡沫铝孔洞的变形更加严重，数个孔洞撕裂生成了少量裂缝，呈现碎块化现象。与Al Foam板在30J的冲击能量下的边缘区域变形程度相比，40J能量冲击下边缘区域的变形范围更大，冲击同时造成了边缘区域孔洞受到撕扯发生从圆形到椭圆形的变化，而椭圆形孔洞的尖端也指向了冲击中心。这些现象说明40J能量下的落锤冲击使得Al Foam板的失效形式变得更加明显，更加直观。Al Foam板在受到40J的落锤冲击能量后，在背面看到在冲击后的中心，出现了长约3cm的裂缝，可以直观看到孔洞发生了严重的破坏。位于泡沫铝最中心的孔洞被撕裂破坏，而周围区域的孔洞发生了变形，背面泡沫铝孔洞的椭圆形是其较短的直径朝向着受到冲击的裂缝中心，原因是在受到落锤冲击荷载后，板的正面中心受压变形，而其背面中心受到冲击力的作用而拉伸变形产生裂缝，裂缝挤压周围的泡沫铝孔洞，使圆形孔洞发生变形。Al Foam板在受到40J的落锤冲击能量后，侧面由于冲击 能量更高其背凸相比30J变得更大。

3、Al Foam板受到50J的落锤冲击能量后，在正面图中形变的区域比40J落锤能量冲击下变得更大，几乎整个Al Foam板都发生变形，破坏程度比40J能量下更大。在Al Foam板的中心区域，形成了一个大的空洞，这表明50J能量已经达到了Al Foam板的击穿能量。空洞周围的泡沫铝孔洞发生从圆形到椭圆形的变形，这些椭圆形孔洞的尖端同样指向了冲击中心。Al Foam板在受到50J的落锤冲击能量后，在背面中看到在落锤冲头冲击后的背面中心，形成了一个直径约2cm的空洞，围绕着空洞周围，数个泡沫铝孔洞被挤压而发生扭曲变形，这些都造成中心区域的失效。而在更大的范围内，大量的泡沫铝孔洞从圆形变为椭圆形，这些椭圆形孔洞也是冲击破坏板材形成的空洞挤压周围的孔洞迫使此处泡沫铝孔洞受压变形所形成的。Al Foam板在受到50J的落锤冲击能量后，在侧面Al Foam板产生了明显的背凸，50J冲击能量下的泡沫铝背凸体积比30J和40J能量下要更大。从破坏形貌来看，Al Foam的变形程度、中心空洞和背凸现象都随着冲击能量增加而变得严重，Al Foam在50J落锤冲击能量下被击穿，得到Al Foam的击穿能量是50J。