对于承受弯曲负载的装置,所用材料应具有较高的比强度,通过对泡沫铝 和几种常见结构材料(铝 、钢)的比强度值(泡沫铝:铝:钢 =5: 2.5 :1)比较,可知泡沫铝具有高比强度的特点。实验研究表明,适当的热处理可以提高其比强度。制作普通列车地板普通列车泡沫铝地板为1mm铝板、15~20mm泡沫铝板、1mm铝板夹心板组成,泡沫铝密度为0。因此,泡沫铝可用于承受较大的弯曲负载装置中。
2力学性能
同其他多孔材料一样,泡沫铝的弹性模量、剪切模量、弹性极限等均随孔隙率的增大而呈指数函数下降。
在低阻尼的铝中加人大量孔洞以后,可以显著提高其阻尼本领。是由孔洞本身弹性模量近乎为零的软质性以及孔洞与基体之间形成的大量界面引起的。以一块孔隙率为84%的泡沫铝发生50%比例的变形时,可以吸收2。另外泡沫铝内部还存在其他大量微观和宏观的缺陷,泡沫铝的阻尼机制是其缺陷的综合效应,缺陷阻尼是其主要的阻尼机制。
5吸声性能
泡沫铝材料尤其是通孔泡沫铝,当声音透过泡沫铝时,由于声波也是一种振动,可以在材料内部发生散射、1干涉和漫反射,将声音吸收在其气孔中,使内部骨架振动,声能部分转化为热能并且通过热传递消耗掉,起到了吸声的作用,因此,泡沫铝具有良好的声音吸收能力。吸声性能用吸声系数来衡量,吸声系数越大则吸声性能越好,泡沫铝的吸声性能主要取决于孔隙特征,通孔吸声性能较好。制作高速铁路隔音屏制作高速铁路声屏障,高度为2800mm,打孔泡沫铝吸声板厚度为10mm,背后设置20mm厚空气层,后板为镀锌钢板。孔越细小,吸声性能越好。
结果表明:闭孔泡沫铝及夹芯结构在进入屈服强度后有较宽的耗能缓冲平台,可吸收大量冲击能量;同时夹芯板结构可有效降低被保护物结构挠度变形,伴随夹芯钢板厚度不断增大,垫层冲击坑深度不断降低,被保护结构中心点变形有较明显下降,但过大的钢板厚度使得泡沫铝夹芯板整体刚度增强,反而不利于闭孔泡沫铝夹芯板能量耗散。利用泡沫铝的隔音性能、吸音性能和吸能性能,用于城市建设中的环保领域,如:隔音屏。因此,在闭孔泡沫铝缓冲垫层结构设计时,应综合考虑被保护物结构所容许的变形量及承受冲击力双重控制指标。
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