一、温度和应变率对泡沫镍拉伸行为的影响（论文文献综述）
胡正龙[1]（2021）在《泡沫铝基于椭圆随机孔隙模型的力学性能研究》文中研究说明发展新型可靠的建筑材料是建筑与土木工程发展的必然趋势。泡沫铝因具有轻质高强、低导热性、耐热性、能量吸收、吸声性等特性,已然成为了新型的结构材料。本文通过设计Fortran语言自编译程序,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立椭圆随机孔隙模型,模拟泡沫铝准静态和动态条件下的单轴压缩、拉伸试验,分析孔隙率、应变率（10s-1～100s-1）、基体性能对泡沫铝压缩、拉伸力学性能的影响,研究泡沫铝的吸能特性,并将所得模拟结果与现有文献中的试验结果进行比较,验证椭圆随机孔隙模型的有效性,为泡沫铝的研究与应用提供理论依据。具体研究结果包括:对不同孔隙率的泡沫铝进行了准静态压缩、拉伸模拟,研究孔隙率、基体性能对泡沫铝压缩、拉伸力学性能的影响。研究表明:随着孔隙率的增加,泡沫铝的弹性模量和屈服强度减小,抗拉强度降低;相同孔隙率下的泡沫铝的抗拉强度低于抗压强度;泡沫硅铝合金的屈服强度和抗拉强度均高于纯铝的。通过对泡沫铝进行了动态压缩和拉伸模拟,研究应变率（10s-1～100s-1）对泡沫铝力学性能的影响。研究表明:泡沫铝在动态压缩模拟中的应变率敏感度分别为3.5%和0.8%;泡沫铝在动态拉伸模拟中的应变率敏感度分别为0.62%和2.85%,因此泡沫铝在应变率为10s-1～100s-1范围内对应变率不敏感;对泡沫铝的吸能特性进行研究,研究表明:泡沫铝的吸能性能随着应变量的增加而增大,在相同的应变量条件下,孔隙率越大的泡沫铝吸收的能量越少;孔隙率对泡沫铝材料的吸能效率影响很小。
魏展[2]（2021）在《熔融沉积PLA材料的力学行为及本构模型研究》文中进行了进一步梳理熔融沉积聚乳酸（PLA）材料成型件已被广泛应用于汽车、航天等领域,而在这些领域中,不可避免地需要承受静载荷或动载荷,因此研究熔融沉积PLA材料在准静态和动态载荷作用下的力学性能,建立其与应变率、温度等参数相关的本构模型是材料性能评估和优化熔融沉积参数进而推进熔融沉积技术发展的关键。本文利用WDW-300A微机电子万能材料试验机和分离式霍普金森压杆（SHPB）试验装置分别开展熔融沉积PLA材料低应变率(0.001、0.01、0.1s-1)下的准静态压缩试验,以及不同环境温度（常温25、50、80、110℃）下的动态压缩力学试验研究,并应用数字图像相关（DIC）技术对SHPB试验中的熔融沉积PLA材料进行应变分析。试验结果表明:在低、高应变率下,熔融沉积PLA材料均存在显着的应变率相关性,当应变率出现上升时,熔融沉积PLA材料的初始压缩模量和屈服强度均会出现显着增大的现象,且熔融沉积PLA材料在高应变率下的率敏感性更高;同时熔融沉积PLA材料在高应变率下还具有温度“软化”效应,随着温度的升高,熔融沉积PLA材料的初始压缩模量和屈服强度均降低,熔融沉积PLA材料会发生热变形,出现韧弹转化现象,进而具备了弹性材料的部分性质;DIC技术测得的应变时间关系与SHPB试验数据基本一致,验证了DIC技术的可行性和SHPB试验的准确性。为表征熔融沉积PLA材料的静、动态压缩力学行为,本文基于Sherwood-Frost模型和ZWT模型分别构建适用于表征熔融沉积PLA材料压缩力学行为的本构模型,并将试验所得应力应变曲线与本构模型拟合曲线进行对比,分析了模型适用性。结果表明:Sherwood-Frost模型和ZWT模型均能较好地描述熔融沉积PLA材料在低、高应变率下的压缩力学行为。本文研究可为后续FDM设备研发和熔融沉积PLA材料熔融沉积产品的实际应用提供理论支撑。图[36]表[9]参[94]
高玉魁,陶雪菲[3]（2021）在《高速冲击表面处理对金属材料力学性能和组织结构的影响》文中进行了进一步梳理高速冲击表面处理过程中的应变率对金属材料的宏观力学性能和微观组织结构都具有重要影响。根据当前应变率效应的研究成果,从宏观与微观相结合的角度出发,综述了高速冲击表面处理过程中应变率对金属材料强度和塑性的影响规律,并重点阐述了不同应变率下金属材料内部微观组织结构的演变规律,主要包括晶粒结构、绝热剪切带、相变、位错组态和析出相以及变形孪晶等。此外,还分析了组织结构随应变率的演化和微观变形机制的转变对材料力学性能的强化和弱化机理。最后,对高速冲击表面处理梯度组织的变形特点进行了总结。提出了不同组织结构对材料性能影响的综合效应模型,以期为应变率效应的深入研究奠定基础。
饶德旺[4]（2020）在《Al2O3空心微珠/镁基复合泡沫材料的制备及压缩性能研究》文中进行了进一步梳理金属基复合泡沫（MMSFs）是由空心微珠和金属基体复合而成的一种新型结构/功能复合材料。同泡沫金属一样,它具有许多优异的性能,如轻质、高比强度、高比刚度、高吸能能力、良好的阻尼、吸声、隔热、隔音及电磁屏蔽等,高吸能能力是金属基复合泡沫的突出优点,在汽车、航空航天、舰艇及军事装备等领域具有广阔的应用前景。镁基复合泡沫具有更低的比重,应用在重量要求较低的结构中显得更有优势。但是镁是活泼金属,在高温液态下与各种空心微珠都极易起反应,难以成功制备出复合泡沫,从而制约了镁基复合泡沫的开发应用。本文为了解决镁合金与Al2O3空心微珠颗粒高温下易于发生界面化学反应而无法成功制备复合泡沫的问题,采用热解法在Al2O3空心微珠表面涂覆Mg O颗粒,在一定程度上阻止了液态镁合金与Al2O3空心微珠的高温反应,采用重力渗透法成功制备出了Al2O3空心微珠/AZ31B镁基复合泡沫材料。论文主要研究了MgCl2涂覆浓度、空心微珠粒径、重力渗透制备工艺（渗透温度、渗透时间）、热处理、压缩应变率对镁基复合泡沫的显微组织、压缩性能、吸能性能的影响规律及机理。得出以下主要结果:（1）MgCl2溶液涂覆Al2O3空心微珠表面后,经高温热解生成的Mg O会粘附在空心微珠表面,随着MgCl2溶液涂覆浓度的增加,Mg O呈网状分布于空心微珠表面。研究了不同的MgCl2溶液涂覆浓度对镁基复合泡沫的影响,结果表明,制备的镁基复合泡沫材料密度最小达到为1.21 g/cm3,比AZ31B镁合金基体降低31.64%,此时镁基复合泡沫的孔隙率为39.02%。压缩性能随着MgCl2浓度的增加整体表现出先升高后降低的趋势。镁基复合泡沫的压缩屈服强度和抗压强度的最高值出现在MgCl2涂覆浓度为0.1 g/ml时,分别达到60.24MPa和64.43 MPa;在MgCl2涂覆浓度为0.15 g/ml时镁基复合泡沫的吸能能力与比吸能最大,分别为34.92 MJ/m3和23.59 k J/kg。（2）采用正交试验的方法研究了空心微珠粒径、渗透时间及渗透温度对镁基复合泡沫压缩性能的影响,结果表明,影响镁基复合泡沫材料比吸能的因素主次顺序为Al2O3空心微珠粒径>渗透时间>渗透温度。随着空心微珠粒径的增加,t/D的减小,镁基复合泡沫的比吸能下降,在空心微珠粒径为0.5～1mm时达到了最大。随着时间的增加,镁基复合泡沫基体中α+β共晶组织尺寸变大,β-Mg17Al12相的网状结构变得越来越清晰,材料的比吸能整体呈下降趋势,在10 min时该材料的比吸能最大;且随着时间的延长,在25 min时镁基复合泡沫中空心微珠和镁合金基体的界面消失,Al2O3空心微珠球壳被严重烧损。渗透温度对镁基复合泡沫材料的比吸能影响不大,比吸能值相差很小,在渗透温度在710℃时达到最大;随着温度的增加,基体中α+β网状结构变小。制备镁基复合泡沫材料最优工艺为:Al2O3空心微珠粒径0.5～1 mm,渗透温度710℃,渗透时间10 min。优化工艺后制备的Al2O3空心微珠/镁基复合泡沫材料的吸能性能是最高的,其吸能能力与比吸能分别为35.27 MJ/m3和25.01 k J/kg。（3）研究了热处理对复合泡沫显微组织及压缩性能的影响,结果表明,随着退火时间的延长,基体中的α+β共晶组织会变得粗大;固溶处理后,镁基复合泡沫材料基体组织中的网状β-Mg17Al12相基本消失,一些细小的粒状Mg17Al12相存在于基体中。退火1 h、固溶、时效处理及固溶+人工时效处理后镁基复合泡沫材料的吸能能力与比吸能相比于铸态均有所降低,在退火3 h吸能性能得到小幅度提升,最大吸能能力和比吸能分别为38.73 MJ/m3和25.99k J/kg,这一结果达到或超过了近年来报道的一些铝基复合泡沫和用其它方法制备的许多镁基复合泡沫吸能性能。铸态及退火后Al2O3空心微珠/AZ31B镁基复合泡沫材料的吸能性能随着应变率的升高而降低;固溶处理后镁基复合泡沫材料的吸能性能随应变速率增大而提高。铸态及热处理后镁基复合泡沫材料在动态压缩(应变率103 s-1)下的屈服强度与抗压强度都有大幅度提高,其中铸态、退火1 h、退火3 h、人工时效和固溶+人工时效的镁基复合泡沫抗压强度值分别比准静态抗压强度高14.48%、25.17%、14.48%、22.90%和35.70%。
郭超群[5]（2020）在《泡沫钢及其填充管的制备与组织性能研究》文中认为泡沫钢作为金属多孔材料领域中的新型泡沫材料,具有远高于泡沫铝等低熔点多孔金属的强韧性、耐高温性以及抗冲击吸能性,并且具有可与钢结构共容的特性。而泡沫钢填充管结合了薄壁金属管和泡沫钢材料的特性,具有高的抗弯性能、高的平台应力和较宽的塑性平台区域,成为一种具有优异力学性能和吸能性能的结构-功能材料,在交通运输、建筑、船舶、包装、航空航天及机械制造等领域有着广阔的应用前景。本文以400系列的铁素体不锈钢粉为基体原料、CaCl2为造孔剂,采用粉末冶金的方法制备了泡沫钢,讨论了不同制备工艺参数对泡沫钢孔隙率的影响,以及孔隙率与力学性能的关系。对比分析了410L和430L泡沫钢的组织性能。采用物理方法将泡沫钢芯与金属管粘结制备成泡沫钢填充管,探讨填充管的轴向压缩变形行为,分析了泡沫钢填充管的高度、管壁厚度、管壁材质对其压缩性能、吸能性能的影响,以及填充管的压缩变形机制,获得结构-力学-吸能性能最佳的泡沫钢填充管。主要研究内容及结论总结如下:（1）研究了工艺参数（造孔剂配料体积分数、保压时间、烧结温度以及保温时间）对泡沫钢孔隙率的影响。泡沫钢的实际孔隙率随着造孔剂配料体积分数的增加而增加,当造孔剂配料体积分数为75%时,泡沫钢的整体性能最佳。在压坯成型过程中,保压时间对泡沫钢孔隙率的影响不大,410L泡沫钢和430L泡沫钢试样的保压时间分别为9min和6min。泡沫钢孔隙率随着烧结温度的增加而降低,最佳烧结温度为1150℃。410L和430L泡沫钢孔隙率随保温时间的增加较为缓慢地降低,最佳保温时间为120min。（2）410L和430L泡沫钢经过高温烧结之后,金属粉颗粒之间形成冶金结合,基体均为ɑ铁素体,430L泡沫钢试样的结合强度更好,而410L泡沫钢更容易被氧化,且孔表面形成大量的基体Fe Cr的混合氧化物,呈鱼骨状分布在基体表面。在准静态轴向压缩过程中410L泡沫钢出现脆性坍塌变形,而430L泡沫钢的孔壁逐层坍塌变形。（3）孔隙率是影响泡沫钢力学性能和吸能性能的主要因素。410L泡沫钢孔隙率为73.01～83.40%时,其屈服应力为5.45～22.06MPa,在应变为50%时的单位体积能量吸收值为2.5～6.2MJ/m3。430L泡沫钢孔隙率为71.70%～82.52%时,屈服应力值为14.75～56.77MPa,在50%应变时的单位体积能量吸能值为11.6～40MJ/m3。（4）对比分析430L、410L泡沫钢和泡沫铝应力-应变曲线。430L泡沫钢应力平台高达52MPa,明显高于410L泡沫钢（11MPa）与泡沫铝（6.76MPa）。430L泡沫钢的吸能值也明显高于410L泡沫钢和泡沫铝,当应变为50%时,430L泡沫钢吸能值为26.39MJ/m3,是410L泡沫钢的5.16倍,泡沫铝的7.83倍,因此,430L泡沫钢具有更优良的吸能性能。（5）在准静态轴向压缩过程中,薄壁铝管和泡沫钢填充铝管呈现轴对称变形模式,薄壁钢管呈现非轴对称变形模式,而泡沫钢填充钢管呈现混合变形模式。对于430L泡沫钢来说,当应变在5%～50%范围内,泡沫钢填充铝管的平台应力值比相同铝管和泡沫钢平台应力值总和还要高。当应变量为50%时,泡沫钢填充铝管的能量吸收值相比于泡沫钢+铝管的总和整体提高了40%。泡沫钢填充钢管的应力平台和吸能值略高于泡沫钢+钢管总和。（6）在准静态轴向压缩过程中,泡沫钢填充管的高度对其力学性能和吸能性能影响不大。当泡沫金属填充铝管的壁厚由1mm增大到2mm时,泡沫钢填充管和泡沫铝填充管试样的应力值分别增大1.3和1.7倍,吸能值在应变为45%时分别变为原来的1.32和3.03倍。泡沫金属填充管的壁厚越大,则填充管的力学性能和吸能性能越好。相近孔隙率下的泡沫钢和泡沫铝填充钢管试样,430L泡沫钢填充钢管的力学性能和吸能性能最好。
樊建领[6]（2020）在《梯度泡沫材料结构力学性能及非线性力学行为研究》文中指出目前全球范围内都在积极发展各种新型功能材料,新型材料是各国竞争的重点,也是决定国家高端制造业及国防安全的关键因素。国内外关于新型材料的研究日新月异,尤其是功能材料的研究,而梯度泡沫材料作为功能材料的一种,已成为广大学者研究的重点之一。由此,本文以梯度泡沫材料为研究对象,在系统总结国内外文献的基础上,对梯度泡沫金属材料的基本力学物理量进行了数学表征,并对均匀泡沫材料的力学性能进行了试验研究,主要包括拉伸试验、冲击试验和弯曲试验,结合理论分析,得到了不同密度的泡沫材料的力学性能试验结果;同时,采用理论与数值研究相结合的方法,建立梯度泡沫金属梁和圆板在机械载荷、热载荷作用下的力学模型,采用参数退化的方式验证了梁的屈曲问题,利用梁结构的弯曲试验结果与数值分析结果进行了比较,验证了理论分析的可行性;在此基础上采用轴线可伸长Euler梁理论和圆板的经典理论推导了梁和圆板的控制方程,采用打靶法对不同边界条件的控制方程进行了求解,获得了大量数值结果,以期为梯度泡沫材料的工程应用提供数据支持和参考。本文的主要研究工作如下:1.首先分析了梯度泡沫材料物性参数的基本力学表征关系,包括泡沫材料的孔穴尺寸和形状与相对密度的关系;泡沫材料相对密度、孔隙率、泡沫梯度等参数对于力学物理量（弹性/剪切模量、屈服强度等）的数学表征。2.采用试验的方法对相对密度不同的泡沫铝在不同条件下的力学性能进行了试验研究。均匀泡沫材料的拉伸、冲击、弯曲性能对试验速率、温度、相对密度均有一定的依赖效应,其中对密度和温度的依赖效应明显;以及利用试验的结果对泡沫材料的基本力学关系式进行了拟合求解。3.对于不同孔隙率的泡沫材料梁结构,利用参数退化和弯曲试验结果比较验证的基础上,基于轴线可伸长的Euler梁理论,首先建立了横向稳态温度场条件下泡沫材料梁的自由振动的动力学控制方程;然后把控制方程的解分解为静态解和动态解两部分,考虑温度场的横向非均匀性,研究了温度载荷下梯度泡沫材料梁结构在非线性静态平衡构形附近的微幅振动,在此基础上采用打靶法求解了静态热屈曲变形及静平衡构形附近的小振幅自由振动,数值分析了温度载荷、材料孔隙率0e等因素对泡沫材料梁静态平衡路径、自振频率的影响。4.基于圆板的经典理论,建立了纵横向机械载荷作用下梯度泡沫材料圆板的非线性弯曲及屈曲控制方程。研究了两种边界条件下梯度泡沫材料圆板的静力学稳定性问题,采用打靶法获得了静弹性变形和屈曲问题的数值解。定量地分析了材料梯度指数n、边界条件等因素对梯度泡沫材料圆板静态弯曲及屈曲平衡路径的影响。5.基于圆板的经典理论,首先建立了横向一维稳态热载荷作用下梯度泡沫材料圆板在热屈曲平衡构形附近自由振动的动力学控制方程;然后把控制方程的解分解为静态解和动态解两部分,同时考虑温度场横向非均匀性,研究了温度载荷下梯度泡沫材料圆板结构在非线性静态平衡构形附近的自由振动问题;最后采用打靶法求解了热弹性变形和静平衡构形附近的小振幅自由振动问题。数值分析了不同边界条件、热载荷、材料相对密度梯度等因素对梯度泡沫材料圆板临界屈曲热载荷、屈曲变形以及自由振动的影响。
高凯[7]（2019）在《泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩及拉伸力学性能试验研究》文中研究表明泡沫铝是一种集结构与功能于一体的新型工程材料。近些年来,随着对其力学性能研究的逐渐深入,其应用范围也在不断扩大。为进一步改善泡沫铝的力学性能,促进其在土木工程减振领域的应用,本文基于网络互穿相复合材料（Interpenetrating Phase Composites,简称IPC材料）的概念,以球形通孔泡沫铝为基体、聚氨酯为增强相,制备了球形通孔泡沫铝/聚氨酯复合材料（Spherical Open-Cell Aluminum Foam/Polyurethane,简称SPAF/PU复合材料）。围绕着SPAF/PU复合材料的压缩和拉伸力学性能,本文开展了一系列试验研究和数值模拟,全文的主要研究内容和结论如下:（1）开展了不同温度下SPAF/PU复合材料在单调压缩、不同幅值下循环压缩以及特定幅值下循环压缩三种不同工况下的压缩力学性能试验,探讨了复合材料的单调压缩变形机制和循环压缩变形机制及耗能原理。分析了温度对复合材料的单调和循环压缩力学性能的影响。结果表明,聚氨酯的填充不仅提高了泡沫铝的单轴压缩强度,增强了复合材料的塑性变形能力,而且弥补了泡沫铝回弹性能不足的缺陷,有效地提高泡沫铝在循环荷载下的耗能能力。此外,研究表明,温度对SPAF/PU复合材料的压缩力学性能也有很大影响。在小应变幅值下,随着温度的升高,复合材料的屈服强度提高,变形恢复能力增强,耗能能力改善;在大应变幅值下,随着温度的升高,复合材料破坏程度加重,承载能力逐渐下降,耗能能力和变形恢复能力也随着变弱。（2）基于SPAF/PU复合材料在不同温度下的单轴压缩的试验结果,以Liu-Subhash模型为基础,引入温度参数,建立了考虑温度效应的宏观唯象单轴压缩本构模型。拟合结果表明,构建的模型能够较好地预测复合材料在不同温度下的单轴压缩力学性能。分析了SPAF/PU复合材料在不同幅值下循环压缩加卸载应力-应变曲线的特性,提出采用“分段非线性模型”来表征复合材料的循环加卸载应力-应变曲线,模型预测结果与试验结果对比表明,该分段非线性模型能较好地描述复合材料在不同温度下的循环压缩加卸载性能。（3）开展了不同孔隙率的泡沫铝及SPAF/PU复合材料的准静态拉伸试验。分析了孔隙率对两种材料拉伸力学性能的影响;结合泡沫铝及复合材料的拉伸变形过程,探讨了两种材料的变形机理和破坏机制。结果表明:泡沫铝的拉伸应力-应变曲线由线弹性变形段、塑性变形段和断裂破坏段组成,具有非常典型的非线性特性。SPAF/PU复合材料的拉伸应力-应变曲线与泡沫铝类似,但聚氨酯的填充有效地弥补了泡沫铝试样中初始缺陷的影响,使得复合材料的变形更加均匀。相对于泡沫铝材料,复合材料的塑性变形能力提高了约40%,抗拉强度提高了约7%。泡沫铝和SPAF/PU复合材料在拉伸荷载作用下的破坏呈半脆性破坏,是在其胞孔发生一定塑性变形后,由于胞棱的缺陷导致的突然破坏。其次,试验结果表明,孔隙率对泡沫铝及复合材料的拉伸力学性能也有较大影响:两种材料的弹性模量、抗拉强度及断裂伸长率均随着孔隙率减小而提高,其中,复合材料的断裂伸长率受孔隙率的影响尤为明显。同时,采用泡沫材料的宏观唯象本构模型,对泡沫铝及SPAF/PU复合材料的单调拉伸应力-应变曲线进行拟合,建立了考虑孔隙率影响的泡沫铝及SPAF/PU复合材料的宏观唯象拉伸本构模型,为预测复合材料的准静态拉伸力学性能提供一条有效的途径。
李康[8]（2019）在《基于分子动力学的金属钽力学性能研究》文中认为纳米材料具有一系列优异的化学和物理特性,在环境、化工、医疗、能源等领域获得了广泛的应用,然而其在纳米尺度下的力学性能尤其是塑性变形机制仍存在很多疑问。金属钽本身稳定性好、强度高、熔点高,在生物医疗用品、耐高温器件、航空航天器件等方面有广阔的应用前景。本文基于分子动力学（MD）方法模拟了纳米金属钽在单向拉伸载荷下的变形行为,研究尺寸/晶粒尺寸、应变率和温度对单晶和多晶钽力学性能和塑性变形机制的影响。论文的具体工作如下:首先,介绍了纳米金属钽的研究背景和意义,对现阶段纳米材料的国内外研究现状进行了总结和分析;概述了分子动力学的基本原理、计算流程和相关机制,并介绍了纳米材料的力学和塑性变形检测的基础理论。然后,介绍了纳米多晶仿真建模时使用的Voronoi方法,分别建立了单晶和多晶钽的仿真模型,并根据弹性常数对分子动力学拉伸模拟中使用的Ravelo-EAM和Zhou-EAM势函数进行分析和比较。接着,基于分子动力学原理,详细描述了单晶钽拉伸仿真中的模拟过程和条件设定,并对仿真的弛豫阶段进行可行性分析;绘制应力-应变曲线和能量变化曲线,定量分析单晶钽的弹性模量和峰值应力等力学性能,并结合原子运动轨迹定性分析单晶钽的塑性变形机制。此外,在不同应变率和温度下对单晶钽进行拉伸模拟,研究尺寸、应变率和温度对单晶钽力学性能的影响。最后,对多种晶粒尺寸的多晶钽在不同的应变率和温度下进行模拟,综合研究了晶粒尺寸、应变率和温度对多晶钽力学性能和塑性变形机制的影响。仿真结果表明:多晶钽的流动应力与晶粒尺寸之间始终符合混合霍尔-佩奇关系,大于临界晶粒尺寸时塑性变形以变形孪晶和位错活动为主,小于临界晶粒尺寸时以晶界行为为主,并发现有少量变形孪晶。此外,结果表明应变率和温度只会影响多晶钽的力学性能参数和塑性变形的临界晶粒尺寸,主要的塑性变形机制仍由晶粒尺寸决定。另外,温度主要影响多晶钽塑性变形中的位错活动,对变形孪晶和晶界行为影响不大。通过本文对纳米单晶和多晶钽单轴拉伸过程的分子动力学模拟,探究了单晶钽的力学性能和塑性变形机制以及影响因素,完整论述了晶粒尺寸、应变率和温度对纳米多晶钽的塑性变形机制以及临界晶粒尺寸的影响,为今后纳米金属钽在生物医疗、耐高温器件等方面的应用提供理论参考依据。
吴奕东[9]（2019）在《泡沫金属的初始屈服面和破坏面在主应力空间和主应变空间中的表征》文中研究表明作为一种应用广泛并且吸能效果优异的多功能结构材料,泡沫金属在实际工程应用中通常处于复杂的应力状态,因此研究其在主应力和主应变空间中的初始屈服面和破坏面是很有必要的。然而,多轴拉伸加载的困难导致多轴下的屈服点和破坏点的数据量严重不足,难以刻画在主应力和主应变空间中的初始屈服面和破坏面。用数量稀少的数据点去表征泡沫金属的初始屈服面和破坏面存在以偏概全的可能,这也是泡沫金属初始屈服面和破坏面的表征一直存在争议的主要原因。因此,只有在主应力空间或主应变空间中用足够数量的数据点去直接展示泡沫金属屈服面和破坏面的全貌,才有可能得到合理的表征结果。本文建立包含细观结构的3D Voronoi闭孔泡沫铝模型并开展其的多轴加载有限元数值模拟实验。在单轴压缩、单轴拉伸和双轴拉伸的实验结果的基础上检验了基体铝的材料参数和计算参数的合理性。通过预设初始力加载的三轴比,可以得到覆盖整个主应力空间和主应变空间许可区域的动静态数据点,进而全面表征准静态屈服面、准静态破坏面和动态破坏面。本文的主要研究内容如下:（1）提出了适用于泡沫金属的多轴加载初始屈服准则和破坏准则。初始屈服准则和破坏准则是确定初始屈服面和破坏面上数据点的判据。然而目前很多研究都只是把单个方向的应力应变特征作为多轴加载下材料进入初始屈服或破坏的标志,忽略了多轴效应的影响。在初始屈服面的研究中,本文从基体材料的塑性耗散能的角度出发,提出了适用于泡沫金属多轴加载的初始屈服判据,该屈服判据能全面地考虑每个方向的荷载对屈服的作用。然而由于破坏面的研究涉及到较大的变形,此时基体的塑性耗散能远小于整个泡沫金属的塑性能量,以塑性耗散能作为初始破坏的标志不再合理。因此,本文还提出了以泡沫金属破坏单元的比例为指标的破坏准则,解决了泡沫金属多轴加载合理确定初始破坏状态的关键问题。（2）探究多轴准静态加载下泡沫金属在主应力空间和主应变空间中的初始屈服面特征。屈服数据点在主应力空间和主应变空间中均沿着不同的Lode角有序排列,但由于塑性流动的影响,应力屈服点存在着较大的离散,因此用应变表征屈服面比用应力表征更优。屈服点在主应力空间和主应变空间中的分布构成了椭球型的屈服面,利用几何关系可以在（σm,σe）应力平面或（εm,εe）应变平面中表征屈服面。平面中屈服点的分布与Lode角无关,构成了椭圆型的屈服面,屈服面的形状随着泡沫金属的相对密度增大而增大。用双参数对屈服面进行归一化可以消除相对密度的影响,从而可以用一个统一的椭圆方程拟合泡沫金属多轴准静态加载的应变初始屈服面。（3）探究多轴准静态加载下泡沫金属在主应力空间和主应变空间中的破坏面特征。数据点在主应力空间和主应变空间中均沿着不同的Lode角有序排列并在许可区域内构成了椭球型破坏面。受泊松效应的影响,相同工况下的应力破坏点和应变破坏点所对应的Lode角存在一定的偏差。材料的破坏发生在屈服状态之后,因此应力破坏数据点在主应力空间和主应变空间中的分布依旧比应变数据点更离散,用应变表征破坏面优于用应力表征。与屈服面相类似,破坏数据点在（εm,εe）应变平面中表征为椭圆型的破坏面,破坏面的形状随着泡沫金属相对密度的增加而增大。用单轴拉伸破坏应变对破坏面进行归一化消除了相对密度的影响并提出一个统一的多轴准静态加载应变破坏面方程。此外,还确定了准静态加载下的全局破坏面缺失区域的边界。因为在某些三轴加载工况下泡沫金属会被压缩至密实而不发生破坏,所以在主应力空间和主应变空间中的破坏面会出现一个缺失区域。通过理论分析确定出破坏面缺失区域的边界,与数值仿真结果吻合很好。（4）探究多轴动态加载下泡沫金属的破坏面特征。在中应变率多轴拉伸加载情况中,泡沫金属内部胞壁呈现出局部破坏特征,在胞孔间的连接部分由于应力集中而最先发生破坏,此时应力波不能在泡沫金属内部充分传播而导致固定端的应力随应变率的增加而减小。在微结构破坏机制下,泡沫金属多轴动态拉伸破坏面的形状随着应变率的增大而扩张。可以用椭球面表征各应变率下泡沫金属的全局破坏面并在（σm,σe）应力平面上建立带有应变率参数的椭圆破坏面方程。该破坏面方程同时适用于准静态多轴加载的情况,且与泡沫金属的相对密度无关。
孟艳[10]（2018）在《热塑性材料温度相关力学特性及其对碰撞保护的影响研究》文中进行了进一步梳理车用热塑性材料的力学性能受环境温度影响较为明显,而目前汽车碰撞安全性研究通常只在室温条件下进行,对车辆服役温度范围覆盖不全,车辆在不同环境温度下的碰撞安全性能变化规律未知。本文选取ABS塑料、EPP泡沫作为整车内、外部的典型热塑性材料,通过温度相关力学特性试验对其进行研究,标定出不同温度下的碰撞仿真所需的材料模型,然后基于相关碰撞法规开展考虑热塑性材料温度相关力学特性影响的碰撞仿真研究,分析温度变化对乘员头部和行人下肢碰撞响应的影响。通过覆盖温度、应变率和应力状态变化的试验研究,得到ABS塑料的温度相关、应变率相关和应力状态相关等较为全面的力学特性试验数据。试验结果表明,ABS塑料的屈服行为和断裂行为在一定温度范围内存在与模量“时温等效”相似的变化规律,利用该规律可以得到ABS塑料更大温度或应变率范围内的力学特性数据。同时发现,ABS塑料的屈服行为在试验研究的温度范围内都不符合von-Mises屈服准则,表明在不同温度下的碰撞仿真中均需要对其屈服行为进行准确表征,不能忽略应力状态的影响。通过以单轴压缩为核心、考虑温度和应变率变化,兼顾不同发泡倍数的泡沫材料的试验研究,得到EPP泡沫的考虑温度变化、应变率变化和密度变化等较为全面的力学行为特性试验数据。结果表明温度和应变率对泡沫材料压缩应力的影响基本不存在耦合关系,可利用Sherwood本构模型得到EPP泡沫全面的力学特性数据。对具有细观结构基础的Gibson理论公式进行了修正,使其能够很好的表征温度和应变率对EPP泡沫压缩应力水平的影响。在LS-DYNA软件中,对照试验结果,明确MATSAMP-1材料模型适用于ABS塑料的碰撞仿真,并对不同温度下的ABS塑料模型输入参数进行了标定。利用试验结果,验证了MATFu Chang Foam材料模型对EPP泡沫的表征能力,并利用Sherwood本构模型对不同温度下的EPP泡沫模型输入参数进行了标定。利用标定后的材料模型分别对乘员头部与仪表板、乘员头部与B柱和行人下肢与车辆前端等典型碰撞工况进行仿真分析。仿真结果表明,热塑性材料温度相关力学特性使得非室温条件下的碰撞响应偏离设计工况,并揭示了人员伤害加剧的风险及其力学机理,为更为全面的汽车内外饰碰撞保护设计提供了依据。
二、温度和应变率对泡沫镍拉伸行为的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、温度和应变率对泡沫镍拉伸行为的影响（论文提纲范文）
（1）泡沫铝基于椭圆随机孔隙模型的力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 多孔材料的概论 |
| 1.2.1 多孔材料的分类 |
| 1.2.2 多孔材料的基本参量表征 |
| 1.2.3 多孔金属材料的制备 |
| 1.3 多孔金属材料的性能与应用 |
| 1.3.1 多孔金属材料的性能 |
| 1.3.2 多孔金属材料的应用 |
| 1.4 泡沫铝力学性能的研究现状 |
| 1.4.1 理论分析 |
| 1.4.2 数值模拟 |
| 1.4.3 试验研究 |
| 1.5 研究内容及研究意义 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 2 有限元模拟基础理论与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 程序的编制要求与说明 |
| 2.2.1 程序的编制要求 |
| 2.2.2 程序说明 |
| 2.3 有限元的基本理论 |
| 2.3.1 有限元分析的介绍及原理 |
| 2.3.2 ANSYS软件介绍 |
| 2.3.3 有限元模拟的基本流程 |
| 2.4 模拟流程 |
| 2.4.1 建立模型 |
| 2.4.2 定义材料参数 |
| 2.4.3 网格划分与边界条件 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 泡沫铝压缩模拟及结果分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 压缩模拟的变形过程 |
| 3.3 孔隙率对泡沫铝压缩力学性能的影响 |
| 3.4 基体性能对泡沫铝压缩力学性能的影响 |
| 3.4.1 不同孔隙率泡沫硅铝合金的压缩模拟 |
| 3.4.2 基体性能对泡沫铝压缩力学性能的影响 |
| 3.5 泡沫铝的吸能特性分析 |
| 3.5.1 孔隙率对泡沫铝吸能性能的影响 |
| 3.5.2 孔隙率对泡沫铝吸能效率的影响 |
| 3.6 加载速率对泡沫铝压缩力学性能的影响 |
| 3.6.1 不同加载速率下泡沫铝的压缩应力-应变曲线 |
| 3.6.2 应变率效应分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 泡沫铝拉伸模拟及结果分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 拉伸模拟的变形过程 |
| 4.3 孔隙率对泡沫铝拉伸力学性能的影响 |
| 4.4 泡沫铝压缩力学性能与拉伸力学性能的比较 |
| 4.5 基体性能对泡沫铝拉伸力学性能的影响 |
| 4.5.1 不同孔隙率泡沫硅铝合金的拉伸模拟 |
| 4.5.2 基体性能对泡沫铝拉伸力学性能的影响 |
| 4.6 加载速率对泡沫铝拉伸力学性能的影响 |
| 4.6.1 不同加载速率下泡沫铝的拉伸应力-应变曲线 |
| 4.6.2 应变率效应分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）熔融沉积PLA材料的力学行为及本构模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 增材制造熔融沉积技术研究现状 |
| 1.2.1 增材制造技术简介 |
| 1.2.2 熔融沉积成型技术 |
| 1.2.3 熔融沉积成型常用材料 |
| 1.2.4 熔融沉积成型件力学性能研究 |
| 1.3 聚合物材料研究现状 |
| 1.3.1 聚合物材料力学性能研究 |
| 1.3.2 聚合物材料本构模型研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 熔融沉积PLA材料准静态压缩力学性能研究 |
| 2.1 PLA材料试样的制备 |
| 2.2 熔融沉积PLA材料准静态压缩力学性能试验 |
| 2.3 熔融沉积PLA材料准静态压缩力学性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 熔融沉积PLA材料动态压缩力学性能研究 |
| 3.1 分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置 |
| 3.2 SHPB的原理 |
| 3.2.1 一维弹性波理论 |
| 3.2.2 子弹与入射杆的共轴撞击 |
| 3.2.3 SHPB测量原理 |
| 3.2.4 惠斯通电桥的设计 |
| 3.3 试样的设计 |
| 3.4 熔融沉积PLA材料动态压缩力学性能试验 |
| 3.4.1 试验过程 |
| 3.4.2 试验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于数字图像相关法的熔融沉积PLA材料应变分析 |
| 4.1 数字图像相关方法研究 |
| 4.2 数字图像相关(DIC)原理 |
| 4.3 Ncorr原理 |
| 4.4 DIC应变分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 熔融沉积PLA材料本构模型研究 |
| 5.1 熔融沉积材料常用本构模型简介 |
| 5.1.1 Sherwood-Frost本构模型 |
| 5.1.2 ZWT本构模型 |
| 5.2 熔融沉积PLA材料静动态力学性能表征 |
| 5.2.1 Sherwood-Frost模型表征 |
| 5.2.2 ZWT模型表征 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（4）Al2O3空心微珠/镁基复合泡沫材料的制备及压缩性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属基复合泡沫概述 |
| 1.1.1 金属基体与空心微珠填充材料 |
| 1.1.2 MMSFs的制备方法 |
| 1.2 MMSFs的性能及应用 |
| 1.2.1 MMSFs的性能特点 |
| 1.2.2 MMSFs的应用 |
| 1.3 镁基复合泡沫的研究现状 |
| 1.3.1 存在的问题 |
| 1.3.2 镁基复合泡沫材料研究进展 |
| 1.4 镁基复合泡沫压缩变形机制及吸能评价标准 |
| 1.4.1 镁基复合泡沫压缩吸能机理 |
| 1.4.2 镁基复合泡沫材料吸能性能评价标准 |
| 1.5 选题意义及研究内容 |
| 1.5.1 本文选题意义 |
| 1.5.2 本文研究内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验仪器及设备 |
| 2.3 镁基复合泡沫的制备 |
| 2.3.1 Al_2O_3空心微珠的筛选及预处理 |
| 2.3.2 Al_2O_3空心微珠表面涂覆MgO |
| 2.3.3 重力渗透制备镁基复合泡沫 |
| 2.4 热处理工艺 |
| 2.5 材料微观结构表征 |
| 2.5.1 显微组织形貌观察及能谱测试 |
| 2.5.2 相结构分析 |
| 2.6 材料性能测试方法 |
| 2.6.1 密度测试 |
| 2.6.2 孔隙率测试 |
| 2.6.3 压缩试验 |
| 2.7 技术路线 |
| 第三章 MgCl_2涂覆浓度对Al_2O_3空心微珠形貌及镁基复合泡沫压缩性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 MgCl_2涂覆浓度对Al_2O_3空心微珠表面形貌的影响 |
| 3.3 镁基复合泡沫显微组织及准静态压缩性能分析 |
| 3.3.1 不同MgCl_2涂覆浓度制备的镁基复合泡沫铸态形貌及显微组织分析 |
| 3.3.2 不同MgCl_2涂覆浓度制备的镁基复合泡沫密度和孔隙率 |
| 3.3.3 镁基复合泡沫材料的压缩变形与准静态压缩损伤演变行为 |
| 3.3.4 镁基复合泡沫的压缩力学性能及吸能性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 空心微珠粒径及渗透工艺对镁基复合泡沫显微组织及压缩性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 正交试验设计 |
| 4.2.1 试验目的 |
| 4.2.2 试验指标确定 |
| 4.2.3 试验因素分析及水平确定 |
| 4.2.4 确定正交表 |
| 4.2.5 正交试验制备工艺优化 |
| 4.3 镁基复合泡沫显微组织及准静态压缩性能分析 |
| 4.3.1 Al_2O_3空心微珠粒径对复合泡沫显微组织及准静态压缩性能影响 |
| 4.3.2 渗透温度对镁基复合泡沫显微组织及准静态压缩性能影响 |
| 4.3.3 渗透时间对复合泡沫显微组织及准静态压缩性能影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 热处理对镁基复合泡沫显微组织及压缩性能影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热处理对镁基复合泡沫显微组织影响 |
| 5.3 热处理及应变速率对镁基复合泡沫材料压缩性能的影响 |
| 5.3.1 热处理对镁基复合泡沫材料准静态压缩性能的影响 |
| 5.3.2 应变速率对镁基复合泡沫材料压缩性能的影响 |
| 5.4 镁基复合泡沫材料的动态压缩性能 |
| 5.4.1 高应变率压缩 |
| 5.4.2 试验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的成果 |
（5）泡沫钢及其填充管的制备与组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 泡沫金属材料 |
| 1.2.1 泡沫金属的制备方法 |
| 1.2.2 泡沫金属的性能及其应用 |
| 1.3 薄壁金属管材料 |
| 1.3.1 薄壁金属管的研究现状 |
| 1.3.2 薄壁金属管的吸能性能研究 |
| 1.4 泡沫金属填充管材料 |
| 1.4.1 泡沫金属填充铝管 |
| 1.4.2 泡沫金属填充钢管 |
| 1.5 课题研究的内容及意义 |
| 第二章 实验材料及实验方案 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 实验的工艺路线及制备方法 |
| 2.2.1 实验工艺路线 |
| 2.2.2 制备方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 泡沫钢制备工艺参数优化 |
| 3.1 压坯工艺参数优化 |
| 3.1.1 造孔剂配料体积分数对泡沫钢孔隙率的影响 |
| 3.1.2 保压时间对泡沫钢孔隙率的影响 |
| 3.2 烧结工艺参数优化 |
| 3.2.1 烧结温度对泡沫钢孔隙率的影响 |
| 3.2.2 保温时间对泡沫钢孔隙率的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 泡沫钢组织与性能分析 |
| 4.1 泡沫钢的微观组织 |
| 4.1.1 不锈钢微观组织分析 |
| 4.1.2 泡沫钢微观组织分析 |
| 4.2 泡沫钢压缩性能 |
| 4.2.1 泡沫钢压缩变形过程 |
| 4.2.2 不同孔隙率泡沫钢性能分析 |
| 4.2.3 不同材质泡沫钢性能对比分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 泡沫钢填充管结构性能分析 |
| 5.1 泡沫钢填充管压缩变形分析 |
| 5.1.1 空管压缩变形模式 |
| 5.1.2 泡沫钢填充钢管压缩变形模式 |
| 5.2 泡沫钢填充管力学性能分析 |
| 5.2.1 泡沫钢填充铝管力学性能分析 |
| 5.2.2 泡沫钢填充钢管力学性能分析 |
| 5.3 泡沫钢填充管吸能性能分析 |
| 5.3.1 泡沫钢填充铝管吸能性能分析 |
| 5.3.2 泡沫钢填充钢管吸能性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士期间发表论文目录 |
（6）梯度泡沫材料结构力学性能及非线性力学行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 新型材料概述 |
| 1.2 多孔材料概述 |
| 1.3 泡沫材料制备 |
| 1.4 泡沫材料应用 |
| 1.5 功能材料的国内外研究现状 |
| 1.5.1 功能梯度材料的研究现状 |
| 1.5.2 梯度多孔材料力学行为研究现状 |
| 1.6 研究目标及内容 |
| 1.7 本论文的创新点 |
| 1.8 本论文的研究路线 |
| 第2章 泡沫材料物性参数表征及试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 梯度泡沫材料物性参数表征 |
| 2.2.1 相对密度 |
| 2.2.2 弹性/剪切模量 |
| 2.2.3 屈服极限 |
| 2.2.4 结构基于梯度指标的物性表征 |
| 2.2.5 结构基于孔隙率的物性表征 |
| 2.3 梯度泡沫梁及圆板的整体相对密度 |
| 2.3.1 梯度泡沫梁的整体相对密度 |
| 2.3.2 梯度泡沫圆板的整体相对密度 |
| 2.3.3 密度沿厚度方向分布的两种典型模式 |
| 2.4 均匀泡沫材料的力学性能试验 |
| 2.4.1 拉伸试验 |
| 2.4.2 冲击试验 |
| 2.4.3 弯曲试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 不同孔隙率梯度泡沫梁的热屈曲和自由振动 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 力学模型 |
| 3.3.1 几何方程 |
| 3.3.2 本构方程 |
| 3.3.3 泡沫材料梁的热传导方程 |
| 3.4 平衡方程 |
| 3.5 无量纲平衡方程 |
| 3.6 边界条件 |
| 3.7 数值方法—打靶法 |
| 3.8 数值结果与讨论 |
| 3.8.1 结果的验证 |
| 3.8.2 无温度场的临界屈曲载荷 |
| 3.8.3 稳态温度场的临界载荷及自由振动 |
| 3.8.4 非稳态温度场的临界载荷及自由振动 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 梯度泡沫材料圆板的非线性弯曲和屈曲 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 力学模型 |
| 4.3.1 几何方程 |
| 4.3.2 本构方程 |
| 4.4 控制方程 |
| 4.5 位移形式的控制方程 |
| 4.5.1 位移函数形式的控制方程 |
| 4.5.2 无量纲化的控制方程 |
| 4.5.3 边界条件 |
| 4.6 数值结果及讨论 |
| 4.6.1 梯度泡沫材料圆板的非线性弯曲行为 |
| 4.6.2 梯度泡沫板的屈曲及屈曲变形 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 梯度泡沫材料圆板的热屈曲和自由振动 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.2.1 温度有关的物性参数 |
| 5.2.2 一维稳态温度场 |
| 5.3 力学模型 |
| 5.3.1 几何方程 |
| 5.3.2 本构方程 |
| 5.3.3 自由振动的控制方程 |
| 5.4 控制方程组 |
| 5.5 数值求解结果及分析 |
| 5.5.1 周边夹紧梯度泡沫材料圆板 |
| 5.5.2 不可移简支梯度泡沫材料圆板 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 后期展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的学术论文 |
（7）泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩及拉伸力学性能试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 泡沫铝及其复合材料压缩力学性能研究现状 |
| 1.2.2 泡沫铝及其复合材料拉伸力学性能研究现状 |
| 1.3 当前研究存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容及技术路线 |
| 第二章 泡沫铝/聚氨酯复合材料制备及力学性能影响因素 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 泡沫铝/聚氨酯复合材料的制备 |
| 2.2.1 泡沫铝的制备方法 |
| 2.2.2 聚氨酯的制备 |
| 2.2.3 泡沫铝/聚氨酯复合材料的制备 |
| 2.3 泡沫铝/聚氨酯复合材料力学性能的影响因素 |
| 2.3.1 泡沫铝力学性能的影响因素 |
| 2.3.2 聚氨酯力学性能的影响因素 |
| 2.3.3 其它因素 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 SPAF/PU复合材料压缩力学性能试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SPAF/PU复合材料压缩力学性能试验方案 |
| 3.2.1 SPAF/PU复合材料压缩力学性能试样 |
| 3.2.2 SPAF/PU复合材料压缩力学性能试验设备 |
| 3.2.3 SPAF/PU复合材料压缩力学性能试验方案 |
| 3.3 SPAF/PU复合材料单调压缩试验结果分析 |
| 3.3.1 球形通孔泡沫铝单调压缩力学性能 |
| 3.3.2 SPAF/PU复合材料单调压缩力学性能 |
| 3.4 SPAF/PU复合材料循环压缩试验结果分析 |
| 3.4.1 SPAF/PU复合材料在不同幅值下的循环压缩试验结果分析 |
| 3.4.2 SPAF/PU复合材料在特定幅值下循环压缩试验结果分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 SPAF/PU复合材料宏观唯象压缩本构模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 宏观唯象本构模型介绍 |
| 4.3 泡沫铝及SPAF/PU复合材料单调压缩本构模型 |
| 4.3.1 泡沫铝材料单调压缩本构拟合 |
| 4.3.2 SPAF/PU复合材料单调压缩本构模型 |
| 4.4 SPAF/PU复合材料唯象循环压缩本构模型 |
| 4.4.1 应力退化和塑性应变 |
| 4.4.2 形状函数 |
| 4.4.3 数值模拟 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 SPAF/PU复合材料拉伸力学性能试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SPAF/PU复合材料拉伸力学性能试验方案 |
| 5.2.1 SPAF/PU复合材料拉伸力学性能试样 |
| 5.2.2 SPAF/PU复合材料拉伸力学性能试验设备 |
| 5.2.3 SPAF/PU复合材料拉伸力学性能试验方案 |
| 5.3 SPAF/PU复合材料拉伸试验结果分析 |
| 5.3.1 泡沫铝拉伸力学性能试验结果分析 |
| 5.3.2 SPAF/PU复合材料拉伸力学性能试验结果分析 |
| 5.3.3 孔隙率对SPAF/PU复合材料拉伸力学性能的影响 |
| 5.4 SPAF/PU复合材料拉伸变形机理和破坏机制分析 |
| 5.4.1 泡沫铝及SPAF/PU复合材料拉伸变形机理 |
| 5.4.2 泡沫铝及SPAF/PU复合材料拉伸破坏机制分析 |
| 5.5 SPAF/PU复合材料宏观唯象拉伸本构关系 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（8）基于分子动力学的金属钽力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容与章节安排 |
| 第二章 本文涉及的方法与理论 |
| 2.1 分子动力学方法 |
| 2.1.1 分子动力学方法原理 |
| 2.1.2 分子动力学仿真条件设定 |
| 2.2 纳米材料的力学行为 |
| 2.2.1 弹性和塑性行为 |
| 2.2.2 强度和硬度 |
| 2.3 塑性变形检测方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 分子动力学建模与势函数选取 |
| 3.1 单晶钽的MD建模 |
| 3.2 Voronoi方法及多晶钽的MD建模 |
| 3.2.1 Voronoi方法简介 |
| 3.2.2 多晶钽的MD建模 |
| 3.3 EAM势函数及选取 |
| 3.3.1 EAM势函数原理 |
| 3.3.2 钽的EAM势函数的选取 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 单晶钽力学性能的分子动力学研究 |
| 4.1 模拟过程及条件设置 |
| 4.2 单晶钽拉伸结果分析 |
| 4.2.1 弛豫过程分析 |
| 4.2.2 单晶钽的力学性能和塑性变形机制 |
| 4.3 尺寸和应变率对单晶钽力学性能的影响 |
| 4.4 温度对单晶钽力学性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 多晶钽力学性能的分子动力学研究 |
| 5.1 模型初始结构分析 |
| 5.2 晶粒尺寸对多晶钽力学性能的影响 |
| 5.3 多晶钽拉伸中的塑性变形分析 |
| 5.3.1 大于临界晶粒尺寸的塑性变形机制 |
| 5.3.2 小于临界晶粒尺寸的塑性变形机制 |
| 5.4 应变率对多晶钽力学性能的影响 |
| 5.5 温度对多晶钽力学性能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文的不足与未来工作展望 |
| 6.2.1 本文存在的不足 |
| 6.2.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）泡沫金属的初始屈服面和破坏面在主应力空间和主应变空间中的表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的和意义 |
| 1.2 泡沫材料的多轴实验测试技术 |
| 1.2.1 双轴拉伸/压缩测试技术 |
| 1.2.2 剪切/扭转组合测试技术 |
| 1.2.3 三轴测试技术 |
| 1.3 基于细观结构的泡沫金属有限元数值模拟 |
| 1.3.1 泡沫金属的细观结构模型 |
| 1.3.2 细观结构对力学性能的影响 |
| 1.4 多轴加载下泡沫金属的初始屈服面和破坏特征 |
| 1.4.1 多轴加载的初始屈服判据和破坏判据 |
| 1.4.2 泡沫金属的初始屈服面表征 |
| 1.4.3 多轴准静态加载下泡沫金属的破坏特征 |
| 1.4.4 泡沫金属的动态力学性能 |
| 1.5 现有的研究中存在的问题 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 泡沫金属有限元模型的验证及多轴加载方案 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 泡沫铝的双轴拉伸试验 |
| 2.3 泡沫金属有限元模型的建立和验证 |
| 2.3.1 泡沫金属有限元模型的建立 |
| 2.3.2 三维Voronoi有限元模型的验证 |
| 2.4 多轴准静态加载方案设置 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多轴准静态加载下泡沫金属的初始屈服面特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多轴准静态加载下泡沫金属的初始屈服判据 |
| 3.3 多轴准静态加载下泡沫金属的全局初始屈服面 |
| 3.3.1 多轴准静态加载下应力初始屈服面的表征 |
| 3.3.2 应力屈服点分布离散的机理 |
| 3.3.3 应变初始屈服面的表征 |
| 3.3.4 不同相对密度的应变初始屈服面 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多轴准静态加载下泡沫金属的破坏面特征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多轴准静态加载下泡沫金属的破坏判据 |
| 4.3 多轴准静态加载下泡沫金属的全局破坏面特征 |
| 4.3.1 多轴加载下应力破坏面的表征 |
| 4.3.2 多轴加载下应变破坏面的表征 |
| 4.3.3 不同相对密度的应变破坏服面 |
| 4.4 全局破坏面上缺失区域边界的确定 |
| 4.4.1 全局应力破坏面上缺失区域的边界 |
| 4.4.2 全局应变破坏面上缺失区域的边界 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 多轴动态加载下泡沫金属的破坏面特征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单轴冲击下基于形状不规则度梯度泡沫金属的变形特征 |
| 5.2.1 基于形状不规则度梯度泡沫金属模型的构建 |
| 5.2.2 梯度泡沫金属的单轴冲击变形特征 |
| 5.2.3 梯度泡沫金属单轴冲击下的应力应变曲线 |
| 5.3 多轴动态加载下泡沫金属的破坏特征 |
| 5.3.1 泡沫金属多轴动态加载方案设置 |
| 5.3.2 多轴动态等比例拉伸下泡沫金属的破坏特征 |
| 5.4 多轴动态加载下泡沫金属的破坏面 |
| 5.4.1 多轴动态加载下泡沫金属的破坏判据 |
| 5.4.2 多轴动态加载下泡沫金属的全局破坏面特征 |
| 5.4.3 含有应变率的泡沫金属破坏面方程 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 全文工作总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）热塑性材料温度相关力学特性及其对碰撞保护的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 热塑性材料在汽车车身的应用 |
| 1.1.2 温度对车辆安全性能的影响 |
| 1.1.3 热塑性材料的温度相关力学特征 |
| 1.2 相关研究综述 |
| 1.2.1 汽车碰撞安全性研究综述 |
| 1.2.2 车用热塑性塑料材料 |
| 1.2.3 车用热塑性泡沫材料 |
| 1.3 研究目的及研究内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第2章 热塑性塑料的力学行为研究 |
| 2.1 塑料材料的力学试验设计 |
| 2.1.1 试验矩阵 |
| 2.1.2 单轴拉伸试验 |
| 2.1.3 单轴压缩试验 |
| 2.1.4 简单剪切试验 |
| 2.1.5 双轴拉伸试验 |
| 2.1.6 环境温度试验 |
| 2.2 塑料材料的力学性能分析 |
| 2.2.1 应变率相关性分析 |
| 2.2.2 应力状态相关性分析 |
| 2.2.3 温度相关性分析 |
| 2.3 塑料材料的“时温等效”关系 |
| 2.3.1 DMA试验结果对比分析 |
| 2.3.2 “时温等效”规律的推广 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 热塑性泡沫的力学行为研究 |
| 3.1 泡沫材料的力学试验设计 |
| 3.1.1 泡沫的力学性能参数定义 |
| 3.1.2 试验矩阵 |
| 3.1.3 环境温度试验 |
| 3.2 泡沫材料的力学性能分析 |
| 3.2.1 热塑性泡沫的基本力学性能特点 |
| 3.2.2 相对密度对泡沫吸能特性的影响 |
| 3.2.3 环境温度对泡沫吸能特性的影响 |
| 3.3 泡沫材料的压缩本构模型 |
| 3.3.1 基于Sherwood模型的泡沫材料本构模型 |
| 3.3.2 基于Gibson模型的泡沫材料本构模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 碰撞仿真中的材料表征与模型标定 |
| 4.1 塑料材料在有限元软件中的表征 |
| 4.1.1 MAT_SAMP-1 模型的标定与验证 |
| 4.1.2 MAT_Tabulated Johnson-Cook模型的标定与验证 |
| 4.1.3 基于MAT_SAMP-1 模型的温度相关力学参数标定 |
| 4.2 泡沫材料在有限元软件中的表征 |
| 4.2.1 LS-DYNA中泡沫模型的选择 |
| 4.2.2 MAT_Fu Chang Foam模型的标定与验证 |
| 4.2.3 基于MAT_Fu Chang Foam模型的温度相关力学参数标定 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 考虑温度影响的碰撞仿真研究 |
| 5.1 相关的碰撞法规规定 |
| 5.1.1 FMVSS关于乘员头部碰撞保护的规定 |
| 5.1.2 EEVC关于行人下肢碰撞保护的规定 |
| 5.2 乘员头部与仪表板碰撞仿真分析 |
| 5.2.1 乘员头部与仪表板碰撞简化模型仿真分析 |
| 5.2.2 乘员头部与仪表板碰撞精细模型仿真分析 |
| 5.2.3 乘员头部与仪表板碰撞仿真损伤参数对比分析 |
| 5.3 乘员头部与B柱碰撞仿真分析 |
| 5.3.1 乘员头部与B柱碰撞简化模型仿真分析 |
| 5.3.2 乘员头部与B柱碰撞精细模型仿真分析 |
| 5.3.3 乘员头部与B柱碰撞仿真损伤参数对比分析 |
| 5.4 行人下肢碰撞仿真分析 |
| 5.4.1 行人下肢碰撞精细模型仿真分析 |
| 5.4.2 行人下肢碰撞简化模型仿真分析 |
| 5.4.3 行人下肢碰撞简化模型与精细模型的对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、温度和应变率对泡沫镍拉伸行为的影响（论文参考文献）
- [1]泡沫铝基于椭圆随机孔隙模型的力学性能研究[D]. 胡正龙. 中南林业科技大学, 2021(02)
- [2]熔融沉积PLA材料的力学行为及本构模型研究[D]. 魏展. 安徽建筑大学, 2021(08)
- [3]高速冲击表面处理对金属材料力学性能和组织结构的影响[J]. 高玉魁,陶雪菲. 爆炸与冲击, 2021(04)
- [4]Al2O3空心微珠/镁基复合泡沫材料的制备及压缩性能研究[D]. 饶德旺. 广西大学, 2020(07)
- [5]泡沫钢及其填充管的制备与组织性能研究[D]. 郭超群. 昆明理工大学, 2020(05)
- [6]梯度泡沫材料结构力学性能及非线性力学行为研究[D]. 樊建领. 兰州理工大学, 2020(01)
- [7]泡沫铝-聚氨酯复合材料压缩及拉伸力学性能试验研究[D]. 高凯. 东南大学, 2019(05)
- [8]基于分子动力学的金属钽力学性能研究[D]. 李康. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [9]泡沫金属的初始屈服面和破坏面在主应力空间和主应变空间中的表征[D]. 吴奕东. 华南理工大学, 2019
- [10]热塑性材料温度相关力学特性及其对碰撞保护的影响研究[D]. 孟艳. 清华大学, 2018(04)