闭孔泡沫铝的孔结构控制 被引量：34

1

作者 张钱城 卢天健 +1 位作者 何思渊 何德坪 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期255-270,352,共17页

为适应高技术应用中超轻闭孔泡沫铝对孔结构更高的控制要求,对过去十余年中进行的相关研究工作进行了系统整理,发现了胞体尺寸、孔隙率和孔形貌三者之间的内在关系,确定了孔结构控制的关键步骤和相互关系,建立了熔体发泡法影响孔结构控... 为适应高技术应用中超轻闭孔泡沫铝对孔结构更高的控制要求,对过去十余年中进行的相关研究工作进行了系统整理,发现了胞体尺寸、孔隙率和孔形貌三者之间的内在关系,确定了孔结构控制的关键步骤和相互关系,建立了熔体发泡法影响孔结构控制的工艺技术框架,结合该框架系统论述了3个关键孔结构控制参数(胞体尺寸、孔隙率和孔形貌)与实际应用、制备技术、工艺过程的关系.研究表明,孔结构演变和制备技术工艺中黏度、发泡时间、凝固方式等诸多因素相互影响,互为因果,使得发泡和凝固过程变得十分复杂,给孔结构控制带来困难.要获得高孔隙率泡沫铝,对于纯铝泡沫,不仅需要根据熔体泡沫化时间与孔隙率的对应关系精确控制孔隙率,而且要在孔隙率-时间平台段适时凝固以控制孔径和均匀性,而对于泡沫铝合金,还需要采用多向凝固模式,克服凝固过程中固-液两相区的附加力场引发的收缩问题.对于新型球形孔泡沫铝合金,则需要进一步控制适量的发泡剂(1.0%)和发泡搅拌时间(100 s),使平台段降至低孔隙率阶段.面对高技术领域新的需求,提出的二次发泡法较其他技术在制备异型件方面具有更大的优势,并且其延伸发展技术在多功能大型面板开发上具有进一步发展的潜质. 展开更多

关键词 泡沫铝 材料制备 孔结构 二次发泡法

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航空航天返回过程的轻质能量吸收器 被引量：7

2

作者 秦福德 童明波 +2 位作者 何思渊 张勇明 何德坪 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期790-794,共5页

采用精确控制的多种高孔隙率泡沫铝作为轻质能量吸收器,解决航空航天器返回地面及空降、空投着陆瞬间人员和装备的冲击过载问题.研究了轻质能量吸收器在航空航天返回和空降、空投应用中的阻尼减振和能量吸收性能.建立了带轻质能量吸收... 采用精确控制的多种高孔隙率泡沫铝作为轻质能量吸收器,解决航空航天器返回地面及空降、空投着陆瞬间人员和装备的冲击过载问题.研究了轻质能量吸收器在航空航天返回和空降、空投应用中的阻尼减振和能量吸收性能.建立了带轻质能量吸收器的着陆系统与地面撞击的有限元模型,采用非线性动态仿真软件M SC.Dytran进行了仿真计算.在试验台上进行了试件的冲击试验,并将理论计算与试验结果进行了对比分析,两者基本吻合.结果表明:利用高孔隙率泡沫铝作为轻质能量吸收器可以一次降低返回载荷着陆动载超过30g,并可获得较长的塑性变形延时时间以平稳吸收返回载荷冲击能量,从而有效保护人员和设备的安全. 展开更多

关键词 高孔隙率泡沫铝 航空航天 返回着陆 减振 能量吸收器

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闭孔泡沫铝特征统计及其变形行为实验研究 被引量：3

3

作者 杨福俊 唐兆琛 +3 位作者 朱莉 何思渊 何德坪 何小元 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期250-254,共5页

以椭圆拟合长方体闭孔多边形泡沫铝表面孔截面,运用统计学的方法研究了泡沫铝试件表面孔的大小、形状和方位等分布特征.统计结果表明:上述孔的各项几何特征参数除方位外服从高斯分布.应用图像处理技术,获取了单轴压缩变形前后泡沫铝试... 以椭圆拟合长方体闭孔多边形泡沫铝表面孔截面,运用统计学的方法研究了泡沫铝试件表面孔的大小、形状和方位等分布特征.统计结果表明:上述孔的各项几何特征参数除方位外服从高斯分布.应用图像处理技术,获取了单轴压缩变形前后泡沫铝试件的表面图像.利用序列数字图像相关方法对泡沫纯铝变形前后的图像进行相关计算,获得了静态单向压缩条件下闭孔泡沫铝材料表面全场变形及局部孔结构的变形,同时根据试验结果计算了试件的名义应力-应变曲线,给出了压缩过程中孔壁的失效顺序和破坏规律.对块体材料的压缩实验表明,泡沫纯铝是以多个断裂带的形式破坏和吸收能量. 展开更多

关键词 闭孔泡沫铝 孔结构特征统计 单轴压缩 孔结构变形 图像相关方法

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泡沫铝合金球形件的二次发泡法制备成型 被引量：2

4

作者 褚旭明 王辉 +1 位作者 何思渊 何德坪 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期420-424,共5页

采用二次发泡新方法制备具有致密表层的泡沫铝合金球形件，通过微型CT层析摄像仪对制备获得的泡沫铝合金球形件的孔结构形态进行观察和分析．研究了二次泡沫化温度和时间等参数对球形件孔结构（孔径，孔隙率）的影响，分析了球形件充型... 采用二次发泡新方法制备具有致密表层的泡沫铝合金球形件，通过微型CT层析摄像仪对制备获得的泡沫铝合金球形件的孔结构形态进行观察和分析．研究了二次泡沫化温度和时间等参数对球形件孔结构（孔径，孔隙率）的影响，分析了球形件充型过程中的作用机理．结果表明，TiH2的二次分解是泡沫铝球形件充型驱动力，采用合适温度和时间通过二次泡沫化方法可制备孔结构均匀、具有致密表层外皮的泡沫铝合金球形件，孔隙率范围可在50．4％～93．8％变化，充型过程是同-液-气三相的共同作用． 展开更多

关键词 闭孔泡沫铝 二次泡沫化 泡沫铝合金球形件

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泡沫铝:新型超轻多孔金属的制备方法与性能 被引量：4

5

作者 蒋晓虎 李志军 +1 位作者 王辉 何思渊 《湖南理工学院学报（自然科学版）》 CAS 2007年第3期65-69,共5页

泡沫铝是一种新型超轻多孔金属,具有超轻、高比强、高比刚、阻尼减振、高冲击能量吸收和优异的热、电、磁性物理和应用性能,实现了结构材料的多功能化,因而展现了广阔的应用前景。泡沫铝可以通过采用熔体发泡法、渗流法、熔模铸造和电... 泡沫铝是一种新型超轻多孔金属,具有超轻、高比强、高比刚、阻尼减振、高冲击能量吸收和优异的热、电、磁性物理和应用性能,实现了结构材料的多功能化,因而展现了广阔的应用前景。泡沫铝可以通过采用熔体发泡法、渗流法、熔模铸造和电镀法、粉末冶金法和吹气法等制备,相应的方法所制备出的泡沫铝具有各自的孔结构,因而可以针对于满足相应的高技术应用需求。 展开更多

关键词 泡沫铝 超轻多孔金属 性能 制备

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中低应变率下闭孔泡沫铝动态力学性能研究 被引量：11

6

作者 郭亚周 杨海 +2 位作者 刘小川 何思渊 王计真 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期282-288,共7页

为探索闭孔泡沫铝的动态力学性能与吸能特性,基于万能材料试验机和高速液压伺服材料试验机在常温下分别对闭孔泡沫铝在准静态和中应变率下(0.001~100s^-1)的动态力学性能进行了测试,分析了不同应变率、不同相对密度和不同泡沫铝基体特... 为探索闭孔泡沫铝的动态力学性能与吸能特性,基于万能材料试验机和高速液压伺服材料试验机在常温下分别对闭孔泡沫铝在准静态和中应变率下(0.001~100s^-1)的动态力学性能进行了测试,分析了不同应变率、不同相对密度和不同泡沫铝基体特性下闭孔泡沫铝的应力应变曲线特征和吸能特性变化。研究结果表明:中低应变率下的纯铝基体泡沫铝并不具备应变率效应,高脆性、相对密度较小的泡沫铝具备更好的吸能特性,塑性和脆性基体泡沫铝变形带分别呈现“V”形和“X”形,脆性基体泡沫铝同样不具备应变率效应。 展开更多

关键词 闭孔泡沫铝 中低应变率 吸能特性 应变率效应 脆/塑特性 变形带

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具有恒定冲击载荷的梯度泡沫金属材料设计 被引量：5

7

作者 常白雪 郑志军 +2 位作者 赵凯 何思渊 虞吉林 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1-9,共9页

多胞材料可通过大变形大量地吸收冲击能量,引入密度梯度可进一步提高其耐撞性。梯度多胞材料的宏观力学响应对材料密度分布极为敏感,不同类型的细观构型的影响也极为不同。已有的研究工作主要局限在对给定的密度梯度分析其动态响应,较... 多胞材料可通过大变形大量地吸收冲击能量,引入密度梯度可进一步提高其耐撞性。梯度多胞材料的宏观力学响应对材料密度分布极为敏感,不同类型的细观构型的影响也极为不同。已有的研究工作主要局限在对给定的密度梯度分析其动态响应,较少对耐撞性设计方法进行研究。本文针对梯度闭孔泡沫金属材料,基于非线性塑性冲击波模型发展了耐撞性反向设计方法,以维持冲击物受载恒定为目标,运用级数法获得了简化模型和渐近解。利用变胞元尺寸法构建了连续梯度变化的三维Voronoi细观有限元模型,并利用ABAQUS/Explicit有限元软件对理论设计进行数值验证。结果表明,反向设计理论简化模型的渐近解对于梯度闭孔泡沫金属材料的耐撞性设计是有效的,所提出的耐撞性设计方法在控制冲击吸能过程和冲击物受载方面具有指导意义。 展开更多

关键词 梯度多胞材料 耐撞性 渐近解 冲击波模型 细观有限元模型

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不同弹形撞击下泡沫铝夹芯结构动力学性能研究 被引量：6

8

作者 郭亚周 刘小川 +2 位作者 何思渊 王计真 杨海 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2032-2041,共10页

为研究不同弹形撞击下泡沫铝夹芯结构的动力学性能,通过空气炮发射方式分别开展了球形弹、锥头弹和平头弹撞击泡沫铝夹芯板试验。基于非线性动力有限元软件LS-DYNA进行了不同弹形撞击泡沫铝夹芯板的数值仿真,分析了不同弹形、不同速度... 为研究不同弹形撞击下泡沫铝夹芯结构的动力学性能,通过空气炮发射方式分别开展了球形弹、锥头弹和平头弹撞击泡沫铝夹芯板试验。基于非线性动力有限元软件LS-DYNA进行了不同弹形撞击泡沫铝夹芯板的数值仿真,分析了不同弹形、不同速度对夹芯板吸能特性的影响。试验结果与仿真结果一致性较好,结果表明:锥头弹撞击变形模式与球头弹撞击变形模式基本相同,平头弹侵彻过程中产生较严重的冲塞破坏,前面板和后面板呈现撕裂破坏模式,侵彻后夹芯被压实部分泡沫铝粘接在后面板上;锥形弹头部尖锐,弹头与靶的接触区域小、侵彻力大,平头弹的弹头和靶的接触区域大、侵彻力小,但靶面破坏区域大且撞击后效更大,球头弹则居于二者之间;当速度较低时,改善前面板和夹芯板的厚度以及材料性能可以较好地提升泡沫铝夹芯板的性能;当速度较高时,后面板吸能比例逐渐增大,重点改善后面板的厚度和材料性能可以较好地改善夹芯板抗侵彻性能。 展开更多

关键词 泡沫铝夹芯板 弹形 撞击 变形模式 抗侵彻试验

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废泡沫铝重熔再生及其泡沫化 被引量：3

9

作者 丁龙 何思渊 +1 位作者 何德坪 魏永生 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期5-9,共5页

为了将废泡沫铝重熔再生,研究了熔剂加入量、熔剂配比等因素对泡沫铝重熔回收率的影响。加入合适的熔剂,在一定温度并充分搅拌的条件下重熔。结果表明:废泡沫铝的一次回收率达到75%左右;通过对炉渣的回收处理,总回收率可达到92%以上。... 为了将废泡沫铝重熔再生,研究了熔剂加入量、熔剂配比等因素对泡沫铝重熔回收率的影响。加入合适的熔剂,在一定温度并充分搅拌的条件下重熔。结果表明:废泡沫铝的一次回收率达到75%左右;通过对炉渣的回收处理,总回收率可达到92%以上。回收所得的铝泡沫化后,性能和原铝类似,这表明:泡沫铝是一种能够循环利用的新型材料。 展开更多

关键词 泡沫铝 重熔 熔剂 泡沫化 再生铝

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基于多种群差分进化算法的分子动力学模拟体系中局部晶体结构识别 被引量：2

10

作者 张作恒 周蕾蕾 +3 位作者 何思渊 李艳 马宝财 顾宁 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期189-195,共7页

为了研究晶体形成的相变过程,提出了一种基于多种群差分进化算法的分子动力学模拟体系中局部晶体结构识别算法.首先,结合模拟体系原子/离子间连通性及其与晶体结构的几何相似度,构造出表示两者间重合程度的目标函数.然后,利用多种群差... 为了研究晶体形成的相变过程,提出了一种基于多种群差分进化算法的分子动力学模拟体系中局部晶体结构识别算法.首先,结合模拟体系原子/离子间连通性及其与晶体结构的几何相似度,构造出表示两者间重合程度的目标函数.然后,利用多种群差分进化算法获得目标函数最优解,进而确定模拟体系中排列方式与晶体结构相似的原子/离子.最后,利用Al、Mg、Fe、α-Fe_(2)O_(3)、Fe_(3)O_(4)、α-FeOOH、Fe(OH)_(2)七个聚集体对该算法进行验证.结果表明,所提算法不仅能够从模拟体系中识别出面心立方、密排六方、体心立方等简单晶体结构,还可识别出排布较为复杂的晶体结构,并可将聚集体直接分割为数个取向不同的晶体区域,适用于晶体成核、生长及相变过程的分子动力学模拟研究. 展开更多

关键词 局部结构识别 多种群差分进化 分子动力学模拟 晶体结构

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碳酸钙制备小孔径中等孔隙率类球形孔泡沫铝及其合金 被引量：1

11

作者 魏永生 褚旭明 +3 位作者 王辉 丁龙 何思渊 何德坪 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期429-433,共5页

与传统的Ca增黏与TiH2发泡的泡沫铝熔体发泡制备方法不同,CaCO3在铝熔体中可同时用作增黏剂和发泡剂.现有TiH2泡沫铝制备技术在制备小孔径类球形孔泡沫铝及合金方面存在困难,以轻质Ca-CO3颗粒为基础研制的新型泡沫铝增黏发泡剂,其热分... 与传统的Ca增黏与TiH2发泡的泡沫铝熔体发泡制备方法不同,CaCO3在铝熔体中可同时用作增黏剂和发泡剂.现有TiH2泡沫铝制备技术在制备小孔径类球形孔泡沫铝及合金方面存在困难,以轻质Ca-CO3颗粒为基础研制的新型泡沫铝增黏发泡剂,其热分解特性平缓,通过理论与实验确定了CaCO3在制备过程中的使用比例,分析了孔结构并讨论了CaCO3在铝熔体中的分解热力学问题,稳定制备出小孔径(0.4-1.1mm)、中等孔隙率(40-79%)的类球形孔泡沫铝及其合金. 展开更多

关键词 类球形孔 泡沫铝 碳酸钙 热分解

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短纤维对泡沫铝压缩力学性能与吸能特性的影响研究 被引量：1

12

作者 郭亚周 刘小川 +2 位作者 白春玉 何思渊 王计真 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期57-62,102,共7页

为探索闭孔泡沫铝加入短纤维后的力学性能和吸能特性变化规律。利用熔体发泡法在铝熔体中加入短碳纤维后制作得到纤维增强泡沫铝,通过万能材料试验机和高速液压伺服材料试验机在常温下分别对泡沫铝、纤维增强泡沫铝进行准静态和中应变率... 为探索闭孔泡沫铝加入短纤维后的力学性能和吸能特性变化规律。利用熔体发泡法在铝熔体中加入短碳纤维后制作得到纤维增强泡沫铝,通过万能材料试验机和高速液压伺服材料试验机在常温下分别对泡沫铝、纤维增强泡沫铝进行准静态和中应变率下(0.001~100 s-1)的动态力学性能测试,分析了纤维长度、纤维含量对泡沫铝力学性能和吸能特性变化规律。研究结果表明,纤维在泡沫铝内部主要呈现三种不同的形态模式:穿透模式、贯穿模式和嵌入模式;在平均孔径为2 mm的泡沫铝中加入长度为1 mm的纤维后,大多数纤维呈现穿透模式,泡沫铝整体性能下降,加入等含量长度为3 mm的纤维后,大多数纤维呈现贯穿和嵌入模式,平台应力和吸能效率有所提升;加入纤维后,泡沫铝整体呈现更为明显的应变率效应。 展开更多

关键词 泡沫铝 纤维增强 动态力学性能 吸能特性 应变率效应

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基于SE-DenseVoxNet的骨小梁模量预测方法 被引量：1

13

作者 曹熠炜 何思渊 +2 位作者 周平 李澜 包倪荣 《中国医疗器械杂志》 2021年第1期6-10,共5页

骨质疏松症是常见的代谢性疾病之一,容易引发骨质疏松性骨折。准确预测骨的生物力学性质对于骨质疏松性症的早期防治与诊断具有重要的意义。目前临床上采用骨密度测量作为评估骨强度、诊断骨质疏松症的金标准,但是研究表明骨密度只能解... 骨质疏松症是常见的代谢性疾病之一,容易引发骨质疏松性骨折。准确预测骨的生物力学性质对于骨质疏松性症的早期防治与诊断具有重要的意义。目前临床上采用骨密度测量作为评估骨强度、诊断骨质疏松症的金标准,但是研究表明骨密度只能解释60%~70%的骨强度变化,骨小梁微结构是影响骨强度的重要因素。为了建立骨小梁微结构与骨强度之间的联系,提出了一种基于SE-DenseVoxNet的骨小梁模量预测方法,该方法以骨小梁的三维二值图像作为输入,对其z轴方向的弹性模量进行预测。实验表明,该方法的预测结果与样本真值之间的误差和偏倚较小,具有较好的一致性。 展开更多

关键词 DenseVoxNet SENet 骨小梁 弹性模量

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