泡沫铝子弹撞击下多孔金属夹芯板的塑性动力响应研究四

多孔金属夹芯板的性能
(1)良好的抗冲击性及能量吸收特性
泡沫铝是一种轻质的具有能量吸收和抗冲击性能的多孔材料，相对密度低，高比强度，将其夹在两层金属板中间构成夹芯梁或板，或填充在金属空心圆简内则既能满足构件的刚度和强度要求，又能满足高能量吸收特性的要求。桂良进等通过对泡沫填充管的能量吸收特性的研究说明了这一点。
(2)良好的抗振性
泡沫铝夹芯结构具有很高的阻尼特性，泡沫铝本身就是一种轻质高阻尼材料，其金属框架及孔隙结构具有高能量吸收的特性，阻尼值可达到铸铁材料的5~10倍。将其应用于夹芯结构，作为阻尼层发生振动时还会被迫伸缩，层内产生较大的剪切应力和应变，因此会损耗更多的能量。特别是泡沫铝和金属壳间的接触性对结构阻尼有极大的影响，如果接触表面间在压力作用下可以相对滑动，则会产生附加的界面阻尼作用，阻尼效应由界面的干摩擦产生，这就使得过量的振动可得到有效的衰减。如蒂 吉斯切等关于填充泡沫铝后的两根钢管的研究表明，填充泡沫铝后的钢管较填充前平均阻尼增量为133%~645%(对于不同的填充条件，阻尼增量有所不同)，但若在相同填充条件下的两根钢管增量值相差较大，则它们机械阻尼的行为机制是有所不同的，以300%增量为假想的阻尼机制分界线，对低于此线的钢管来说，材料本身的阻尼起主要作用，此时，泡沫材料与钢管之间无相对运动，因此没有任何的摩擦或连接阻尼：若钢管内表面轻微生锈，或由于压力、表面粗糙度、孔隙中的介质等因索造成管子与泡沫材料之间的金属与金属的接触不完全，此时就会有摩擦阻尼的现象发生，这时材料阻尼和摩擦阻尼共同作用使其阻尼增量远高于分界线。利用这一点可适当增加摩擦阻尼来提高泡沫铝夹芯结构的抗振性。
(3)良好的吸声性能
泡沫铝吸声板是一种先进的吸声材料，其吸声性能除了与材质有关外，还与材料厚度、覆面材料、空腔大小等有关。钟祥璋等经对厚度为8mm的毛板、表面装饰喷涂板以及后背贴--层铝箔的复合板的无规入射(混响法)吸声性能分析表明，泡沫铝吸声板是消声器用的理想吸声材料。它能经受气流冲刷，而月耐受高温，不仅适用于一般通风空调消声器，还适用于具有高温气流的消声器使用。相关数据见表1-1.

                                   表1-1  低于500低频段的平均吸声系数

项目                                           吸 声 性 能 

板背未贴铝箔                 0.14                         0.29                              0.38

8板背贴铝箔                 0.45                         0.65                              0.74

增加百分比(%)                221.4                        124.1                             94.7