开孔Voronoi泡沫支柱形状变化对力学性能的影响

针对开孔泡沫材料提出了新的支柱形状控制方程,并在Voronoi随机泡沫模型基础上,研究了支柱形状变化对其各向同性弹性性能、非线性压缩和拉伸力学行为的影响;讨论了支柱细腰程度和模型随机度共同作用的影响效果,并比较了两种因素作用效果的大小.结果表明,支柱细腰程度的增大明显降低了泡沫材料的弹性模量和无量纲应力.同时,支柱细腰程度对泡沫力学性能的影响要大于模型随机度的影响,并随模型随机度的增加而增大.      

金属泡沫材料力学行为的研究概述

对金属泡沫材料力学行为的研究文献进行了简要综述,重点介绍了最近几年该领域研究工作的进展,其中也包括国内学者在该领域的一些工作.这些工作主要讨论了金属泡沫材料的拉伸、压缩、能量吸收、动态冲击、失效准则、本构关系、蠕变、疲劳和断裂等力学性能.最后,给出了对该领域工作的一些展望.      

空心微珠填充聚氨酯复合泡沫塑料的宏、细观力学性能

针对不同空心玻璃微珠填充比的聚氨酯复合泡沫塑料进行了宏观压缩实验,研究了材料的准静态压缩性能。讨论了微珠与基体粘接界面质量以及微珠内外径比对材料性能的影响,发现界面粘接不良导致了材料性能的下降,并基于Mori-Tanaka方法和幂函数模型对不同粘接状况下材料弹性模量的上下限进行了预测。此外,还在扫描电镜下观察了材料形貌,并进行了细观压缩实验,观察了表面胞体的变形和失效情况,从而对这类材料的变形和破坏机理有了进一步的认识。     

八水氢氧化钡相变材料的强化传热实验

采用差示扫描量热法(DSC)对八水氢氧化钡相变材料进行热物性分析,总结出一种针对结晶水合盐相变温度与潜热准确可靠的测量方法.通过扫描电子显微镜(SEM)获得相变材料与金属容器截面腐蚀情况的图像,证明八水氢氧化钡与紫铜有优良的相容性.分别对含/未含泡沫铜的固液相变蓄热体进行实验研究,结果表明:泡沫铜填充使相变材料在固相区内熔化时间减少了26%,增强了相变材料的传热效果,而且将八水氢氧化钡过冷度降低了50%.      

各向异性弹性开孔泡沫压缩行为的数值模拟

基于各向异性开孔泡沫的随机模型,对低密度弹性开孔泡沫材料的压缩力学行为进行了有限元数值模拟,得到了其应力-应变曲线及弹性坍塌强度.讨论了模型的随机度、各向异性比及相对密度对力学性能的影响.结果表明,沿不同方向加载时,各向异性胞体的微观变形机制不尽相同,且变形较大时,支柱的弹性屈曲占主导地位;模型随机度的增大,使两个方向的压缩无量纲应力-应变曲线均有所降低,且 λ =1时的无量纲应力-应变曲线与实验曲线吻合得较好.此外,开孔泡沫各向异性比的增大可使胞体伸长方向的弹性坍塌强度增大,而垂直方向的弹性坍塌强度则减小.      

适配器用硬质聚氨酯泡沫材料的研究

简要介绍了适配器的性能要求,分析了硬质聚氨酯泡沫的性能指标。通过对聚氨酯发泡原料进行了分类和分析,设计出合理的配方和成型工艺,研究出一种适合适配器的硬质聚氨酯泡沫材料。经试验结果分析,制备的适配器性能稳定可靠。     

支柱截面随机度对开孔Voronoi泡沫弹性性能的影响

基于Voronoi随机泡沫模型,引入支柱截面面积不均匀分布的随机变量,研究了其对泡沫材料的非线性压缩和拉伸行为以及各向异性弹性性能的影响,并与模型随机度的影响进行比较,讨论了两种随机因素共同作用时的影响效果.结果表明,对非线性压缩和拉伸行为,支柱截面随机度对无量纲应力都起降低作用,并且其影响随应变的增加而增大,对泊松比在压缩时起减小作用而在拉伸时起增大作用;支柱截面随机度对胞体伸长方向和垂直于胞体伸长方向的弹性模量均起减小作用,但对泊松比的影响不明显.两种随机因素共同作用的影响效果在拉伸时减弱,而在各向异性弹性情况下增强.     

酚醛泡沫塑料的增韧改性

本文采用氯化聚乙烯,聚氯乙烯和丁腈橡胶三种聚合物组成四种增韧体系对酚醛泡沫塑料进行了增韧改性研究,用红外光谱分析从分子水平论证了增韧剂的增韧机理。实验结果表明,热塑性弹性体对酚醛泡沫塑料的增韧效果最佳。     

PVC／NBR—40热塑性弹性体增韧酚醛泡沫塑料的研究

本文着重研究了ＰＶＣ／ＮＢＲ－４０热塑性弹性体对酚醛泡沫塑料的增韧改性,采用差示扫描量热法（ＤＳＣ）,考察了共混体系的固化反应特性。结果表明,固化体系与其他体系在发泡成型中相互独立,ＰＶＣ／ＮＢＲ－４０热塑性弹性体对酚醛泡沫塑料有显著的增韧效果。     

Mission STS-134: Results of Shape Memory Foam Experiment

Shape memory epoxy foams were used for an experiment aboard the International Space Station (ISS) to evaluate the feasibility of their use for building light actuators and expandable/deployable structures. The experiment named I-FOAM was performed by an autonomous device contained in the BIOKON container (by Kayser Italia) which was in turn composed of control and heating system, battery pack and data acquisition system. To simulate the actuation of simple devices in micro-gravity conditions, three different configurations (compression, bending and torsion) were chosen during the memory step of the foams so as to produce their recovery on ISS. Micro-gravity does not affect the ability of the foams to recover their shape but it poses limits for the heating system design because of the difference in heat transfer on Earth and in orbit. A recovery about 70% was measured at a temperature of 110 °C for the bending and torsion configuration whereas poor recovery was observed for the compression case. Thanks to these results, a new experiment has been developed for a future mission by the same device: for the first time a shape memory composite will be recovered, and the actuation load during time will be measured during the recovery of an epoxy foam sample.