泡沫材料本身密度夾層、材料類型分析顯微鏡
材料性能
結(jié)構(gòu)泡沫材料的使用性能包括密度、壓縮強(qiáng)度和彈性模量。由于
泡沫材料本身的密度范圍、材料類型和可進(jìn)行的熱處理方法都很多
,因此,泡沫材料是能夠滿足車結(jié)構(gòu)對材料應(yīng)力的要求的。特別是
,泡沫金屬具有較高的彈性模量,而溫度低于80℃時(shí)相同密度的環(huán)
氧樹脂泡沫則表現(xiàn)出了更高的壓縮強(qiáng)度。
主要構(gòu)件配置
根據(jù)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn),可對材料最適合于哪種應(yīng)力條件進(jìn)行
評估。與實(shí)體材料相比,在可利用空間不成問題的條件下,單一泡
沫材料的效率并不高。然而,材料在有限空間中的使用,是汽車構(gòu)
件主要配置方法,此時(shí),泡沫與實(shí)體材料配合使用,才能顯現(xiàn)出其
有效性。首先,在拉伸和壓縮條件下,所有的泡沫材料都呈現(xiàn)出了
許多不同的特性。壓縮性能的特征是常載荷作用下的寬廣、均勻的
平臺應(yīng)變;而在拉力作用下,結(jié)構(gòu)泡沫材料內(nèi)部變脆且在很低的載
荷時(shí)就會失效。另外,材料的非均勻區(qū)域并不會對單純軸向載荷下
的壓應(yīng)力產(chǎn)生嚴(yán)重的影響(較遲達(dá)到最大強(qiáng)度或者應(yīng)力、水平較低)
,但是如果受力面上存在不均勻區(qū),就可能導(dǎo)致材料的失效,并導(dǎo)
致整個(gè)材料構(gòu)件的早期失效。這對承受復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)的車體而言
是非常危險(xiǎn)的,但可通過采用支撐載體結(jié)構(gòu)加以避免。
目前市場上的泡沫材料已用于剛性結(jié)構(gòu),是中空材料或夾層復(fù)
合結(jié)構(gòu)的理想填充(夾層)材料。支撐結(jié)構(gòu)的功能是:避免泡沫材料
承受大的局部拉伸載荷的作用、將外力傳遞到泡沫材料上以及在變
形過程中起引導(dǎo)作用。在用作吸能材料時(shí),獲得支撐物/泡沫系統(tǒng)
之間恰當(dāng)?shù)膸缀纹胶庥葹橹匾?。以泡沫材料填充的管狀結(jié)構(gòu)的彎曲
為例,空管在低載荷下發(fā)生變形,當(dāng)充有泡沫時(shí),其抗彎阻力明顯
增加,但同時(shí),在較小變形量時(shí)就會失效。這是由于外管承受了過
多的局部應(yīng)力,局部塑性變形受阻,使外管超載并引起了脆性破裂
。在泡沫結(jié)構(gòu)中,還可采用部分填充的辦法,以節(jié)省不受拉力區(qū)材
料的使用量。用這種方法可減輕重量,同時(shí)顯著地提高吸能效率
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