基于闭孔泡沫铝力学特性及其在汽车碰撞吸能中的应用研究进展.pdf

学兔兔 第50卷第22期 机 械 工 程 学 报 V_0I．50 NO．22 2014年 11月 JOURNAL0FM ECHANICALENGINEERING NOV． 2014 DoI：10．3901／JME．2014．22．097 闭孑L泡沫铝力学特性及其在汽车碰撞吸能中的 应用研究进展水 兰凤崇 ，2 曾繁波 ，2 周云郊 1,2 陈吉清 ，2 (1．华南理工大学机械与汽车工程学院 广州 510640； 2．广东省汽车工程重点实验室 广州 510640) 摘要：汽车低能耗、安全和轻量化已经成为汽车领域研究的热点问题，闭孔泡沫铝作为一种轻质吸能金属材料，在低密度下 具有良好的比刚度和比强度，同时具有良好的抗冲击性和能量吸收性，已逐渐引起汽车产业界地重视。简述泡沫铝单轴压缩 试验中弹性模量、抗压强度、屈服强度、平台应力、致密化应变等参数的定义和试验标准；综述闭孔泡沫铝的本构方程的研 究现状，重点讨论屈服面模型；总结泡沫铝的微观结构有限元建模方法，比较商业软件中集成的宏观材料模型。归纳吸能材 料的特点，分析闭孔泡沫铝的吸能能力和抗冲击能力；综述应变率和冲击速度对泡沫铝吸能特性有无影响的研究进展，并对 可能存在的影响进行解释。总结闭孔泡沫铝在汽车轻量化和碰撞安全性领域的应用，具体分析典型的案例。指出当前闭孔泡 沫铝的力学特性及其在汽车结构中应用存在的问题与难点，总结并提出本研究领域可以借鉴的研究方向。 关键词：泡沫铝；本构模型；应变率；吸能；碰撞；汽车轻量化 中图分类号：u467 ProgressonResearchofM echanicalPropertiesofClosed-cellAluminum FoamsandItsApplicationsinAutomobileCrashworthiness LANFengchong， ZENGFanbo， ZHOUYunjiao，2 CHENJiqing， (1．SchoolofMechanicalAutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640； 2．GuangdongProvinceKeyLaboratoryofVehicleEngineering，Guangzhou510640) Abstract：Low energyconsumption，safetyandlightweightarethetopicissuesofhteautomobileindustry．Asasortoflightweight na denergy~sorbnigmetallicmaterial，theclosed-cellaluminmu foam hassomeadvnaatgefeaturesofstrongspecificstiffnessand specificsrtengthwihtalow densiyt,goodimpactresistancenadeneryg absorbabiliyt,SOitisbroughttohtenew forefrontofthe automotiveindustry．Thetestcriteriaofuniaxialcompressionisdescribedna dthedefinitionofseveralimportantpraametersrae clarified，such asYoungmodulus，compressive srtength，yieldsrtength，plateau srtessna d densificationsrtain．Tlleconstitutive modelsofclosed-cellalmu inmu ofamsraereviewed．ma ongwhichtheyieldsurfacemodelsaref