泡沫铝夹芯板的力学性能及动态测试

泡沫铝夹芯板结构的防护

防护装置的结构及机械零部件一般要求不仅具有良好的抗冲击能力，而且也要具有一定的强度和刚度。泡沫铝现已被广泛的用于抗冲击防护材料，它是轻质的抗冲击的多孔材料，但是从目前对泡沫铝力学性能的研究可以看出，泡沫铝的强度性能并不高，所以不适合单独作为吸能的结构件；了解其冲击波传播特性是评价其抗冲击抗爆炸防护性能的前提和基础，对设计防护结构有着重要的理论指导和参考价值。而目前舰船舷侧结构的钢板虽然具有高于单纯泡沫铝的强度和刚度，但是它的能量吸收性能低于单纯泡沫铝。因此若把这两种结构结合起来，制作成泡沫铝夹心结构，利用他们各自的优点，弥补共同的不足，研制出一种既可满足做结构的刚度和强度的要求，同时又可以满足防护装置对其结构材料特与的高能量吸收特性要求的一种新型的舰船防护结构。 Xue对爆炸冲击荷载作用下夹芯层板和同样重量的实体板抗冲击性能进行了对比分析，发现优化设计的夹芯层板具有显著优越的吸能效。

泡沫铝夹芯板的结构特点

泡沫铝夹芯结构满足高刚度、高强度及高能量吸收特性这两种最基本的要求以外，还具有下列优点：

(1)由于泡沫铝具有轻质的特点，因此以其作舰船舷侧的防护构件，可以满足舰船的轻量化、低能耗的发展要求。

(2)由于泡沫铝具有低的电导率和低的导热率，因此以其做为舰船舷侧的防护构件，可以做到舰船舱内气温保持恒定，减少漏电事故，提高设备的安全性能。

(3)由于泡沫铝具有良好的吸声性能，所以可以吸收舰船内部的马达声，起到屏蔽声波的作用，从而海上作战时不易被敌方的舰船监测到，增强了隐蔽性。

(4)由于泡沫铝具有不易燃烧的特点，因此提高了舰船内部设备的安全性，有利于环境保护。

(5)具有良好的减震性能，能够减少舰船内部的损害。

由于泡沫铝夹心结构起主要功能作用的是它的芯体部分即泡沫铝，它是一种在铝基体中含有一定数量、一定孔径、一定空隙率的金属材料。它由刚性金属骨架和内部的孔隙组成，有许多结构及性能上的优点，其中泡沫铝是多孔金属材料的典型代表，泡沫金属有质量轻，抗震、缓冲等优越的性能，其最大的缺点是强度不高，将其与传统致密材料结合起来组成夹芯构件是一个重要的研究方向。夹芯板结构就是由金属面板与泡沫铝芯构成的三明治结构，在充分发挥泡沫铝材料自身特点的同时解决了其强度低的问题，从而既提高了抗冲击破坏能力又加强了结构的整体刚度。