一、胞状铝的压缩形变和吸能性能研究（论文文献综述）
张文超[1]（2020）在《闭孔泡沫铝防护下钢筋混凝土桥墩冲击性能试验研究》文中研究表明近年来,我国船舶运输呈现飞速增长的趋势,随之而来的船舶撞击桥墩的事故也越发频繁,加之重大碰撞事故又多涉及桥墩致使桥梁倒塌,因此针对船舶撞击桥墩的频发性和严重性,选用一种吸能好、力学性能优异的防撞材料来保护桥墩是很有必要的,而闭孔泡沫铝就是这样一种优良的吸能缓冲材料,目前已经在航空航天、轨道交通、汽车等领域已有较多的应用,但有关闭孔泡沫铝应用于桥墩防撞领域的研究目前在国内鲜有报道。本文通过选用闭孔泡沫铝作为桥墩的防护材料,采用落锤水平冲击试验系统对闭孔泡沫铝防护的桥墩进行不同工况的累积撞击试验。研究闭孔泡沫铝防护材料对桥墩冲击性能的影响,为闭孔泡沫铝用于桥墩防护装置中的可靠性分析提供有价值的参考。主要研究工作如下:1、首先对闭孔泡沫铝进行了力学压缩试验,研究了闭孔泡沫铝厚度、密度改变对其弹性模量、屈服平台应力、致密应变等力学性能参数的影响,分析了闭孔泡沫铝的吸能特性,得到了闭孔泡沫铝吸能能量等参数。2、其后考虑闭孔泡沫铝的力学特性,依据研究目的,设计制作了12根钢筋混凝土桥墩试件进行了闭孔泡沫铝防护下的水平冲击试验。3、研究了闭孔泡沫铝应力变化对桥墩冲击性能的影响,研究发现闭孔泡沫铝处于屈服平台阶段能够降低桥墩冲击力的60%以上,但闭孔泡沫铝处于致密化阶段时加大了桥墩的冲击响应。4、开展了闭孔泡沫铝厚度工况改变下的桥墩水平冲击试验,结果表明闭孔泡沫铝处于屈服平台阶段时,其厚度的适当增加能够有效控制桥墩的冲击响应,但在冲击能量一定的工况下,过厚的闭孔泡沫铝不仅会加大桥墩的冲击响应,还可能造成桥墩试件破坏模式由弯曲破坏转变为弯剪破坏。5、进行了闭孔泡沫铝密度工况改变下的桥墩水平冲击试验,结果表明当冲击能量较小时,其密度提高加大了桥墩的冲击响应;在冲击能量一定的工况下,致密化与高屈服平台应力的闭孔泡沫铝加大了桥墩的冲击响应,且密度过高的闭孔泡沫铝会造成桥墩破坏模式由弯曲破坏转变为弯剪破坏。6、对比研究了闭孔泡沫铝厚度、密度两种工况改变对桥墩冲击性能的影响,发现在相同能量的冲击作用下,闭孔泡沫铝吸能能量接近改变其厚度与密度,密度工况改变对桥墩的冲击响应影响较大。
吕晓宇[2]（2018）在《三明治夹层板弹道冲击吸能及动态效应研究》文中进行了进一步梳理三明治板是一种典型的组合结构,其工字梁的设计在保证了材料强度和刚度的基础上大大减轻了重量。所以,三明治板自1930年代问世以来先后在航空航天、军事防御、高速列车、建筑业等领域应用日趋广泛。目前,尽管国内外学者对各种三明治结构力学行为进行了多角度的分析,但是对三明治板在不同冲击载荷下的吸能行为、变形模式及其动态效应的研究相对不足。本文以有限元数值模拟和理论分析为主要手段,结合前人的实验研究成果,以泡沫铝三明治板为主要研究对象,对其在不同弹体、不同冲击速度等加载条件作用下的冲击吸能行为、破坏模式及其动态效应进行了深入分析研究。首先,利用ABAQUS非线性有限元软件,建立泡沫铝材料三明治板和铝蜂窝材料三明治板的数值计算模型,并且通过与实验结果的比较,验证了模型的可行性。在此基础上,模拟了三种不同头部形状弹体冲击加载下,泡沫铝三明治板各层结构的吸能行为和破坏模式,分析了速度对其吸能行为的影响规律。结果表明,不同弹体在不同冲击速度下三明治板的变形模式有很大的变化,而这也导致了其吸能表现的不同。其次,研究了面板结构参数对其动态效应的影响,重点研究了面板厚度、芯层厚度、芯层相对密度、芯层种类等结构参数对其吸能行为和变形模式的影响。最后,基于数值计算结果和结构塑性动力学理论,对三明治板在弹道冲击过程中能量吸收的动态效应及其机理进行了分析。本课题的研究成果对深入理解不同弹体冲击下三明治结构的吸能行为和三明治板的进一步优化设计具有重要的指导意义。
苗莉莉,王晓茹,石阳,崔玉舸,张新[3]（2017）在《铸造泡沫铝合金压缩性能及电磁屏蔽性能》文中研究说明对采用熔体发泡法制备的不同孔径、不同材质的Al-Si和Al-Mg泡沫铝合金进行了压缩试验和电磁屏蔽性能研究.结果表明:铝镁合金泡沫铝压缩过程中无明显断裂阶段,应力-应变曲线表现出明显的塑性特征,泡沫铝合金整体表现出较好的塑性特征;同种材质的泡沫铝材料中,随着孔隙率P的增加,泡沫铝的屈服强度σ0.2以及弹性模量E均随之下降,但孔径大小对屈服强度σ0.2以及弹性模量E的影响较小;随着孔隙率P的降低或者孔径的减小,泡沫铝的反射损耗与吸收损耗增大,从而泡沫铝的电磁屏蔽能力升高,研究表明泡沫铝的电磁屏蔽能力与电磁波的入射角度无关;孔隙率的变化对泡沫合金电磁屏蔽性能的影响相对于改变其他条件对电磁屏蔽的影响要小.
刘建英[4]（2017）在《瓦斯爆炸作用下舱体结构的动态响应与设计研究》文中研究说明瓦斯爆炸是造成煤矿井下大量人员伤亡和财产损失的重大灾难事故之一。为增加煤矿瓦斯爆炸后井下遇险人员的生存机率、减少人员伤亡、提高矿难救援的工作效率,救生舱被大量采用。本文在分析煤矿瓦斯爆炸冲击载荷与井下巷道分布特征的基础上,采用理论分析和数值仿真的方法对瓦斯爆炸作用下具有加筋板和泡沫铝夹芯的舱体结构的动态响应和设计进行了研究。论文取得如下研究成果:（1）一般情况下,井下巷道连接形式及障碍物对爆炸冲击波的传播影响较大。基于爆炸理论,给出了单向巷道中极强、极弱冲击波作用下障碍物反射压力的计算方法。考虑到瓦斯爆炸冲击波作用效果依赖于煤矿井下具体的巷道环境,引入了工况系数和安全系数,修正了极强、极弱冲击波超压随传播距离呈非线性变化的数学模型,分析了救生舱体位于煤矿巷道内不同位置的载荷分布特征。（2）运用Hamilton变分原理和半解析法,建立爆炸冲击载荷作用下加筋板动力响应模型和非线性运动控制方程,得出了加强筋、载荷、面板等对加筋板动力响应特性的影响因素,并对救生舱加筋板结构动力响应参数进行了优化。（3）基于Fleck提出的夹芯板的三阶段分析模型,建立了爆炸冲击载荷作用下泡沫铝夹芯结构的非线性动力响应模型,揭示了夹芯材料、密度、厚度与响应特性的关系,并验证了救生舱防爆门、逃生门应用泡沫铝夹芯结构的可行性。（4）应用理论分析结果,设计舱门采用泡沫铝夹芯板结构、舱体采用加筋板结构,满足可逃生人数需要的煤矿井下可移动式救生舱,并对其进行数值验证。结果表明,泡沫铝夹芯结构及加筋板的救生舱满足煤矿安全需要。研究结果完善了煤矿井下巷道内瓦斯爆炸冲击波传播的数学模型,加筋板和泡沫铝夹芯结构的动力响应研究,为煤矿井下紧急避险设施及救生舱舱体结构抗爆性的设计提供理论支持。
胡铮,马爱斌,杨东辉,陈建清,江静华[5]（2015）在《基于面心立方孔洞堆砌模型的泡沫铝准静态及动态压缩模拟研究》文中指出以有限元分析软件ANSYS的Workbench为平台,以高孔隙率面心立方孔结构（Face centered cubic,FCC）的泡沫铝模型为对象,进行了准静态压缩和落锤冲击的有限元模拟。高孔隙率泡沫铝特指孔隙率（Porosity,Pr）在85%90%之间的泡沫铝。已有的实验结果表明,孔隙率为90%的泡沫铝的准静态压缩下屈服平台应力值为3 MPa,当冲击应变速率在900s-1以上时,其屈服平台的应力值稳定在7 MPa左右;模拟结果与实验结果一致,并发现当应变速率达到35342s-1后,泡沫铝的屈服平台应力值会再次大幅升高,达到14 MPa。根据泡沫铝压缩模拟的应力云图,揭示了不同应变速率下泡沫铝的吸能能力和变形模式的对应关系,并从结构变形的角度解释了泡沫铝的抗冲击吸能性能优于其准静态压缩的原因。
韩春光[6]（2011）在《拉伸条件下泡沫金属的细观统计分析模型及统计特性研究》文中认为泡沫金属材料作为一种新型的工程材料,具有质轻、比强度和比刚度高、比表面积大、隔音、吸能性能优异、高效散热与隔热等多种优异的物理特性,已经广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。本文对开孔泡沫铝材料的拉伸性能进行了实验研究,重点研究了开孔泡沫金属材料细观结构与宏观力学性能之间的关系,深入分析了开孔泡沫金属材料变形的细观力学机制,探讨了材料非均匀性质和单元细观结构特征对材料宏观力学性能的影响,并在此基础上研究材料性能参数与本构关系,其结果及相关方法不仅能加深了解泡沫金属材料的细观破坏机理,而且还有助于促进细观力学的发展。本文的主要研究内容有:基于开孔泡沫铝试件的准静态拉伸试验,分析了开孔泡沫铝材料的准静态拉伸力学性能,探讨了泡沫金属材料的初始非均匀特性,重点研究了初始相对密度对材料在准静态拉伸过程的破坏特征的影响,观察了材料拉伸破坏的非均匀特征。通过分析各阶段材料等效弹性模量与应变的实验曲线,提出一种较简洁的开孔泡沫铝准静态拉伸经验本构关系。为了研究泡沫金属材料的非均匀特性对其拉伸力学性能的影响,本文建立了泡沫金属材料的一维拉伸等应变格子单元模型,假设格子单元的弹性模量、屈服应变与破坏应变等独立地满足Weibull分布,结合统计理论分析了单元处于不同拉伸状态下的概率大小,进而导出了准静态拉伸下开孔泡沫金属材料的多参数本构方程,可对材料拉伸破坏曲线进行合理的解释。对Gibson-Ashby空心立方体模型进行推广,通过综合考虑单元横梁挠曲与立柱拉伸变形的作用,对开孔泡沫金属材料的立方体单元模型进行了变形机制的分析,定义了空心立方体单元模型的拉伸名义屈服应变,使材料单元具有弹性-理想塑性性质,并通过引入塑性铰长度概念,确定了单元的破坏模式,建立了开孔泡沫金属材料单元的拉伸破坏应变公式,使得该模型首次能用于描述泡沫金属的拉伸破坏。通过假定Gibson-Ashby空心立方体单元模型的单元结构尺寸满足一定概率分布的方式,以表征材料的非均匀性质。进而推导了单元弹性模量、屈服应变和破坏应变的概率分布,运用细观损伤力学的方法成功地推导出适合中高孔隙率开孔泡沫金属材料在准静态拉伸条件下的本构关系。此本构关系能较好地模拟了材料从弹性到破坏的全过程。对中高孔隙率的开孔泡沫金属材料参数的概率分布函数进行了分析,分析结果表明:只有在高孔隙率下,泡沫金属材料单元的弹性模量、屈服应变、破坏应变等才满足Weibull分布。对于中孔隙率泡沫金属,它们不严格满足Weibull分布,但它们均可以找到比较理想的等效Weibull分布,并首次揭示了这些Weibull分布不是独立的。根据由细观统计模型导出的泡沫金属本构关系和单元参数的概率分布函数,推导了泡沫金属在拉伸过程中弹性单元、塑性单元和破坏单元的概率及其随泡沫金属拉伸应变的变化规律,该规律支持了我们创新性地提出用应力-应变曲线的极大曲率来定义材料宏观的屈服和破坏点的观点。
杨东辉,何德坪,杨上闰[7]（2009）在《胞状AlCu5Mn合金泡沫的压缩性能和能量吸收特性》文中提出用熔体发泡法制备孔隙率为51.5%～90.5%、孔结构均匀的胞状铝合金（AlCu5Mn）,研究其孔结构、压缩性能、能量吸收能力、能量吸收效率和吸能性能。结果表明:胞状铝合金孔结构由高孔隙率（88.8%）时的大孔径、多边形孔向低孔隙率（62.5%）时的小孔径、球形孔孔结构过渡,其压缩应力（σ）—应变（ε）曲线具有线性变形阶段、屈服平台阶段和致密化阶段三个部分,由线性变形阶段进入屈服平台阶段所对应的εs值介于2%～9%之间;屈服强度σs*随着孔隙率的增大而下降,在孔隙率相同的条件下,胞状铝合金的力学性能优于胞状铝和多孔铝合金,其比刚度高于钢;当应变为定值时,胞状铝合金单位体积和单位质量的压缩吸能能力（C和Cm）都随着孔隙率的升高而降低,但是孔隙率在73.5%～82.1%范围内时,其Cm与ε的关系几乎不随孔隙率的改变而改变;对于孔隙率为51.5%～90.5%的胞状铝合金,它们的吸能效率的峰值都大于80%。胞状铝合金的C—σ和Cm—σ关系可以表征其吸能性能,从而可以根据实际工况选择作为减振吸能材料的胞状铝合金的最佳孔结构。
李昊[8]（2009）在《泡沫铝吸能性能研究》文中进行了进一步梳理泡沫铝是一种在铝或铝合金基体中均匀分布着大量孔洞的新型轻质多功能材料,具有孔径大、孔隙率高等结构特点。由于具有良好的导热耐热、能量吸收、吸声隔声和电磁屏蔽等功能特点,泡沫铝材料的应用前景十分广泛。本文采用熔体发泡法成功制备出孔径大小均匀、孔隙率较高的泡沫铝材料,分析了发泡温度、发泡剂加入量、搅拌参数和保温时间对泡沫铝成品的影响,确定了适合本实验设备和实验环境的较佳工艺参数。对泡沫铝材料的准静态、动态压缩性能进行了测试和分析,得到孔径大小和相对密度对泡沫铝材料动静态压缩性能的影响规律。结果表明,准静态载荷作用下材料的应力-应变曲线上具有较长的平台区,变形过程经历线弹性段、屈服段和密实段；动态载荷作用下的应力-应变曲线与准静态曲线形状相似,但屈服强度明显增大；泡孔孔径的减小或相对密度的增大可使材料的屈服应力增加。对泡沫铝材料准静态和动态压缩下的能量吸收特性进行了研究,结果表明材料的理想吸能效率可以达到0.7以上,是一种优良的吸能材料；吸能量的大小主要取决于平台区的高度和长度,细化孔径和增加相对密度均可提高泡沫铝材料的吸能量。以汽车保险杠为例,运用ANSYS/LS-DYNA软件,建立了泡沫铝填充圆管轴向碰撞试验的数值模型,对泡沫铝材料缓冲吸能特性的应用进行了一定研究。结果表明将泡沫铝填充到空心圆管中,相同的压缩位移下,可以吸收比空心管更多的能量,吸收相同的能量时,填充管的变形程度较空心管小,说明泡沫铝不但增加了结构的吸能量而且提高了结构的刚度：管壁厚度的增加和初始碰撞速度的增大均可提高填充结构吸能量。
李兵[9]（2008）在《熔体直接发泡法制备纯铝基泡沫铝材料的研究》文中研究说明泡沫铝是由金属相和气孔组成的复合材料,它把连续相铝的金属特点（如强度大,耐高温等）和分散相气孔的特性（如阻尼,隔热,隔声,消音,减震,屏蔽等）有机结合在一起,可广泛应用于交通运输、建筑机械、冶金化工、电子通讯和航天航空等多个领域,其研究成为当今世界材料科学高技术领域的重要研究、开发内容之一。目前在工业应用中,人们对泡沫铝的力学性能越来越关注,尤其是其能量吸收性能。由于基体金属纯铝是一种很好的韧性材料,纯铝基泡沫铝作为一种韧性泡沫金属材料越来越受到人们的关注。但由于基体材料纯铝的熔点较高,与发泡剂氢化钛的分解温度不相匹配,以及凝固时收缩较大,用熔体直接发泡法制备纯铝基泡沫铝材料较为困难。本文系统地进行了熔体直接发泡法制备纯铝基泡沫铝材料的实验室试验和工程化试验研究。研究了纯铝基泡沫铝材料的凝固过程。研究表明,纯铝基泡沫铝材料具有独特的凝固性质,在自然冷却条件下冷却时,外层泡沫以层状凝固方式进行凝固,内层泡沫以体积凝固方式进行凝固,内层泡沫泡孔泡壁上有许多分散性的微小缩孔；当在强制水冷条件下进行冷却时,凝固得到的泡沫铝泡壁表面粗糙,凝固收缩在垂直于泡壁方向进行,均匀分布于整个泡壁。垂直于泡壁方向的凝固收缩消除了泡壁局部由于凝固而产生的裂纹,收缩的结果使泡壁变薄。由对纯铝基泡沫铝材料凝固特性的分析建立了泡孔凝固模型。通过对泡沫铝凝固过程中基体材料以及气孔内气体的体积变化的计算可知,纯铝基泡沫铝材料在凝固过程中孔隙率有所增大。讨论了熔体直接发泡法制备泡沫铝过程中工艺条件的控制。纯铝基泡沫铝制备过程中,在金属钙的添加量、搅拌温度、发泡时间和冷却条件一定的条件下,通过改变氢化钛的加入量和搅拌时间可以控制泡沫铝的孔隙率。制备的纯铝基泡沫铝材料的最大孔隙率可达92%以上,最小密度可达0.25g/cm3以下。对无泡层的形成与控制进行了研究,在泡沫铝制备过程中无泡层的形成分为三个阶段：第一阶段为发泡初期短时间内形成,在这个过程中,气泡向上运动,部分液体未被气泡运动所携带成为泡沫中的液膜,最后残留在底部形成无泡层；第二阶段和第三阶段为气泡长大过程中,由于Plateau边界处液体与液膜处液体存在压力差,促使液膜处的液体流向Plateau边界处,最后通过Plateau通道流向底部形成无泡层。在泡沫铝制备过程中,当熔体的粘度越大,表面张力越小时,无泡层的厚度越小。向含有3wt.%Ca的铝熔体中再加入0.5wt.%Mg后,熔体的表面张力显着降低,制得的泡沫铝中的无泡层厚度得到了很好的控制。通过工程化生产纯铝基泡沫铝材料的试验,确立了纯铝基泡沫铝材料产业化完整的工艺条件,成功地制造出了可商业化销售的纯铝基泡沫铝板材（1000×1800×Xmm3）。研究了熔体直接发泡法制备纯铝基泡沫铝材料时铝熔体泡沫的稳定性。在熔体直接发泡法制备纯铝基泡沫铝过程中,金属钙加入到熔体中以后产生了金属间化合物Al20CaTi2、Al4Ca和氧化物Al2O3。金属间化合物Al20CaTi2、Al4Ca弥散在铝熔体中使熔体的粘度增大,抑制了熔体的排液；而A12O3存在于界面处,这些氧化物在界面处的存在改变了曲面的毛细曲率,从而减缓了液膜和Plateau边界处间的毛细流动,而且氧化物对氢的吸附作用降低了界面能。上述三种作用提高了铝熔体泡沫的稳定性。对纯铝基闭孔泡沫铝材料和Al-6Si基闭孔泡沫铝材料进行了静态和动态压缩,试验中发现,纯铝基闭孔泡沫铝和铝硅基闭孔泡沫铝材料在静态和动态压缩过程中,均表现出不同的特点：纯铝基闭孔泡沫铝材料的压缩曲线较为平缓,显示出比较明显的塑性泡沫材料的特征；而铝硅基闭孔泡沫铝材料的压缩曲线则波动比较大,显示出比较明显的脆性泡沫材料的特征；通过分析两种基体材料的微观形貌和成分,发现Al基闭孔泡沫铝微观形貌主要是小块状和球状（Al20CaTi2）,无大块或长条状金相；而Al-6Si基闭孔泡沫铝微观形貌主要是大片状和长条状相（Al3.21Si0.47、Al2O3、CaAl2Si2和Al3Ti）。对闭孔泡沫铝的能量吸收性能进行了分析,从闭孔泡沫铝的能量吸收能力、能量吸收效率和能量吸收图进行了详细的研究,结果表明：压缩速率相同,密度相等时,纯铝基闭孔泡沫铝的能量吸收能力要大于Al-6Si基闭孔泡沫铝的能量吸收能力；纯铝基泡沫铝材料能量吸收效率最高可达80%；对纯铝基泡沫铝材料能量吸收图的研究发现,纯铝基闭孔泡沫铝材料作为缓冲吸能材料使用时,具有相当好的能量吸收能力,且最大容许应力也较好。
阎军[10]（2007）在《超轻金属结构与材料性能多尺度分析与协同优化设计》文中提出结构物的轻量化设计对于降低产品生产和使用成本、减少长期服役能耗、提高产品性能都具有重要的意义，随着当代能源与资源的短缺及竞争的加剧，轻量化设计受到各方的关注。而随着制备工艺的成熟，超轻金属多孔材料（点阵类桁架材料、线性金属蜂窝材料、泡沫金属）越来越多的应用于工程实践，其卓越的比刚度、比强度及多孔连通性使其成为新一代轻质多功能的结构功能材料。本论文围绕微结构具有周期性排布特点的超轻金属多孔材料，针对结构与材料性能分析方法与协同优化设计两方面展开了一系列的研究工作。具体内容如下：1．描述并实现了适用于类桁架点阵材料等效性能预测的均匀化方法及列式：研究了基于Dirichlet型、Neumann型及周期性边界条件下的代表体元法预测类桁架点阵材料等效弹性模量方法；对代表体元法所预测的弹性性能随参与计算的单胞个数n变化而变化的尺寸效应进行了研究，指出Neumman边界条件下的单胞边界变形协调性或者Dilichlet边界条件下的边界节点力的平衡性，是产生上述尺寸效应的本质原因，也可以作为判断是否产生尺寸效应的简单判据。开展了基于均匀化理论的2D桁架材料极值剪切性能的形状优化研究，并对其中出现的奇异现象进行了分析。（第二章）2．利用数值模拟，定量地对比了将LCAs（一种重要的类桁架点阵材料）材料等效为经典的柯西介质与微极连续体等效介质的计算精度，发现由柯西介质模型计算得到的位移和应力都存在较大的误差，具有非局部本构的微极连续体等效模型是较为合理的选择。基于能量法等效分析的结果提出了一种映射计算单胞构件微观应力的快速算法。将具有正方形单胞的LCAs材料等效为微极连续介质，运用拓扑优化思想，以反映材料宏观特性的材料相对密度ρ和微观特性的微单胞孔径L为设计变量，进行结构应力优化。并对经典的小孔应力集中算例，分别以最小化孔边应力、结构最大应力最小、最小化孔边应力与材料屈服强度比值为目标，给出了结构与材料一体化协同设计结果，同时探讨了材料铺角对优化结果的影响；最后根据连续体等效介质模型优化的结果，建立了细致的刚架模型，通过离散建模计算验证了本文方法的有效性。（第三章）3．针对可以通过基本设计模块周期性拼装而成的结构，研究了此类结构和模块协同优化设计的方法和模型，同时考察了基本设计模块的绝对尺寸对优化结果的影响。通过在结构和设计模块两个层次上分别引入独立的密度变量，实现了基于最优设计模块拼装的宏微观协同优化设计，采用拓扑优化技术和子结构分析方法，探讨了此种情况下最优的设计模块构形以及这种模块在结构尺度上的最优分布。（第四章）4．基于可制造性考虑，研究了由宏观上均匀的多孔材料制成的结构与材料协同优化设计问题。待设计的结构受到给定的外力和温度载荷作用，优化设计旨在给定允许使用的材料体积约束下，设计宏观结构的拓扑及多孔材料的微结构，使得结构柔度最小。建立了一种宏观结构与微观单胞构型协同优化设计的模型和方法，在此方法中，我们引入宏观密度和微观密度两类设计变量，在微观层次上采用带惩罚的实心各向同性材料法（SIMP：Solid Isotropic Material with Penalty），在宏观层次上采用带惩罚的多孔各向异性材料法（PAMP：Porous Anisotropic Material with penalty），借助均匀化方法建立两个层次间的联系，通过优化方法自动确定实体材料在结构与材料两个层次上的分配，得到优化设计。讨论了温度变化、材料体积及计算参数对优化结果的影响。研究结果表明只有机械载荷作用时，基于柔顺性指标的最优微单胞构形往往是各向同性的实体材料；而同时考虑热和机械载荷时，采用多孔材料可以降低结构柔顺性。（第五章）5．针对工程中常见的旋转对称结构，将它划分为有限个基本设计模块，而在设计模块内应用基于均匀化方法的结构与材料协同设计优化设计策略，对同时作用有集中力与离心力的旋转对称结构，给出了最优的模块构型以及构成这种模块的材料的最优微结构形式。研究了给定材料用量、不同载荷组合以及非可设计域对协同优化结果的影响，发现当同时作用有离心力与集中力时，多孔材料可以有效的提高系统刚度。（第六章）
二、胞状铝的压缩形变和吸能性能研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、胞状铝的压缩形变和吸能性能研究（论文提纲范文）
（1）闭孔泡沫铝防护下钢筋混凝土桥墩冲击性能试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关课题研究现状 |
| 1.2.1 混凝土结构抗冲击作用研究进展 |
| 1.2.2 混凝土结构的落锤冲击实验研究进展 |
| 1.2.3 闭孔泡沫铝的力学行为研究进展 |
| 1.2.4 闭孔泡沫铝作为混凝土结构防护装置的研究进展 |
| 1.3 本文的研究内容及构成 |
| 第二章 闭孔泡沫铝的准静态压缩试验及吸能特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 闭孔泡沫铝的力学性能试验研究 |
| 2.2.1 试验试样 |
| 2.2.2 准静态压缩试验 |
| 2.2.3 试验内容与分析 |
| 2.2.3.1 厚度对闭孔泡沫铝准静态压缩力学性能的影响 |
| 2.2.3.2 密度对闭孔泡沫铝准静态压缩力学性能的影响 |
| 2.3 闭孔泡沫铝的吸能特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 闭孔泡沫铝防护下RC桥墩累积水平冲击试验设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 桥墩试验试件概况 |
| 3.2.1 桥墩试件设计 |
| 3.2.2 桥墩试件制作 |
| 3.2.3 桥墩钢筋与混凝土材料性能 |
| 3.2.4 桥墩闭孔泡沫铝防护材料的安装 |
| 3.3 超高落锤水平冲击试验系统简介 |
| 3.3.1 水平冲击试验的装置与原理 |
| 3.3.2 试验数据的采集与处理原理 |
| 3.4 水平冲击试验设计 |
| 3.4.1 冲击试验方案 |
| 3.4.2 冲击试验过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 闭孔泡沫铝防护下RC桥墩冲击试验结果分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 闭孔泡沫铝应力改变下RC桥墩冲击性能试验研究 |
| 4.2.1 试验目的 |
| 4.2.2 试验方案 |
| 4.2.3 冲击响应分析 |
| 4.2.4 位移时程曲线分析 |
| 4.2.5 钢筋应变时程曲线分析 |
| 4.2.6 裂缝衍生与破坏模式分析 |
| 4.2.7 桥墩混凝土损伤分析 |
| 4.2.8 小结 |
| 4.3 闭孔泡沫铝厚度改变下RC桥墩冲击性能试验研究 |
| 4.3.1 试验目的 |
| 4.3.2 试验方案 |
| 4.3.3 冲击力响应分析 |
| 4.3.4 位移响应分析 |
| 4.3.5 钢筋应变分析 |
| 4.3.6 裂缝衍生与破坏模式分析 |
| 4.3.7 桥墩混凝土损伤分析 |
| 4.3.8 小结 |
| 4.4 闭孔泡沫铝密度改变下RC桥墩冲击性能试验研究 |
| 4.4.1 试验目的 |
| 4.4.2 试验方案 |
| 4.4.3 冲击响应分析 |
| 4.4.4 位移响应分析 |
| 4.4.5 钢筋应变分析 |
| 4.4.6 裂缝衍生与破坏模式分析 |
| 4.4.7 桥墩混凝土损伤分析 |
| 4.4.8 小结 |
| 4.5 闭孔泡沫铝厚度密度改变下 RC 桥墩冲击性能试验研究 |
| 4.5.1 试验目的 |
| 4.5.2 试验方案 |
| 4.5.3 冲击力峰值曲线对比分析 |
| 4.5.4 位移峰值曲线对比分析 |
| 4.5.5 钢筋应力对比分析 |
| 4.5.6 桥墩主裂缝及破坏模式对比分析 |
| 4.5.7 桥墩混凝土损伤对比分析 |
| 4.5.8 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他成果 |
（2）三明治夹层板弹道冲击吸能及动态效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 泡沫铝夹层结构 |
| 1.2.1 泡沫铝三明治结构的力学特性及结构特点 |
| 1.2.2 泡沫铝三明治板的制备 |
| 1.2.3 泡沫铝三明治板的应用 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文研究主要内容 |
| 第2章 三明治板有限元数值模拟模型的建立与可行性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 泡沫铝芯层三明治结构模型的建立 |
| 2.2.1 几何建模与网格划分 |
| 2.2.2 材料定义与接触 |
| 2.2.3 边界条件及加载 |
| 2.3 铝蜂窝结构模型的建立 |
| 2.3.1 几何建模与网格划分 |
| 2.3.2 材料定义与接触 |
| 2.3.3 边界条件与加载 |
| 2.4 有限元模型可行性分析 |
| 2.4.1 泡沫铝夹层三明治板弹道冲击有限元模型可行性分析 |
| 2.4.2 铝蜂窝夹层三明治板弹道冲击有限元模型可行性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 不同头部形状弹体冲击三明治板动态效应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值模拟方案 |
| 3.3 不同形状弹体冲击下三明治板的吸能表现 |
| 3.3.1 吸能结果及校核 |
| 3.3.2 冲击速度对三明治板吸能的影响 |
| 3.4 不同形状弹体冲击下三明治板的破坏模式 |
| 3.4.1 平头弹冲击三明治板的破坏模式 |
| 3.4.2 尖头弹冲击三明治板的破坏模式 |
| 3.4.3 圆头弹冲击三明治板的破坏模式 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 三明治板的结构参数对其动态效应的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 泡沫铝芯层厚度对三明治板动态效应的影响 |
| 4.2.1 芯层厚度为12mm的三明治板的动态效应 |
| 4.2.2 芯层厚度为18mm的三明治板的动态效应 |
| 4.2.3 芯层厚度对三明治板动态效应的影响分析 |
| 4.3 面板厚度对三明治板动态效应的影响 |
| 4.3.1 面板厚度为1.5mm的三明治板的动态效应 |
| 4.3.2 面板厚度为2.0mm的三明治板的动态效应 |
| 4.3.3 面板厚度对三明治板动态效应的影响分析 |
| 4.4 芯层相对密度对三明治板动态效应的影响 |
| 4.4.1 芯层相对密度为18%的三明治板的动态效应 |
| 4.4.2 芯层相对密度为10%的三明治板的动态效应 |
| 4.4.3 无芯层组在不同弹体冲击加载下的动态效应 |
| 4.4.4 芯层相对密度对三明治板动态效应的影响分析 |
| 4.5 芯层种类对三明治板动态效应的影响 |
| 4.5.1 铝蜂窝芯层三明治板的动态效应 |
| 4.5.2 芯层种类对三明治板动态效应的影响分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 不同加载条件下三明治板动态效应的理论分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数学模型的建立 |
| 5.2.1 端部在阶跃载荷加载下悬臂梁的刚塑性动力响应 |
| 5.2.2 端部在任意形状脉冲加载下悬臂梁的刚塑性动力响应 |
| 5.2.3 两种头部形状弹体冲击过程简化模型 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）铸造泡沫铝合金压缩性能及电磁屏蔽性能（论文提纲范文）
| 1 实验材料及方法 |
| 1.1 实验材料 |
| 1.2 实验方法 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 泡沫铝材料压缩测试结果与分析 |
| 2.2 电磁屏蔽性能测试 |
| 3 结论 |
（4）瓦斯爆炸作用下舱体结构的动态响应与设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 救生舱国内外研究现状 |
| 1.3 煤矿瓦斯爆炸冲击载荷研究现状 |
| 1.4 加筋板结构动力响应研究现状 |
| 1.5 泡沫铝夹芯结构动力响应研究现状 |
| 1.6 存在的问题 |
| 1.7 本文主要研究内容及方法 |
| 第二章 煤矿巷道瓦斯爆炸救生舱载荷特性 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 瓦斯爆炸冲击波的形成及传播 |
| 2.3 煤矿井下巷道环境对冲击载荷的影响 |
| 2.4 瓦斯爆炸冲击压力数学模型的建立 |
| 2.5 作用在救生舱上瓦斯爆炸冲击载荷的解算 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 瓦斯爆炸下救生舱加筋板结构的动力响应分析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 数学模型的建立 |
| 3.3 算例及结果分析 |
| 3.4 加强筋对加筋板动力响应的影响 |
| 3.5 加筋矩形板的结构优化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 瓦斯爆炸下救生舱泡沫铝夹芯结构的动力响应分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 泡沫铝的吸能性能 |
| 4.3 夹芯结构动力响应模型的建立 |
| 4.4 夹芯结构动力响应的影响因素 |
| 4.5 泡沫铝夹芯结构实例计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 煤矿可移动救生舱舱体结构设计与抗爆分析 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 可移动式救生舱的结构设计 |
| 5.3 动态响应计算模型的建立 |
| 5.4 计算结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及参与的科研项目 |
| 附录 |
（5）基于面心立方孔洞堆砌模型的泡沫铝准静态及动态压缩模拟研究（论文提纲范文）
| 0引言 |
| 1模拟方法和准备 |
| 1.1泡沫铝模型准备 |
| 1.2泡沫铝准静态压缩行为模拟 |
| 1.2.1模拟参数的设定 |
| 1.2.2网格划分和初始、边界条件 |
| 1.3泡沫铝动态冲击压缩行为模拟 |
| 2模拟结果与讨论 |
| 2.1泡沫铝在压缩过程中的应力云图 |
| 2.2应力-应变关系 |
| 3结论 |
（6）拉伸条件下泡沫金属的细观统计分析模型及统计特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 多孔材料概述 |
| 1.1.1 多孔材料分类 |
| 1.1.2 泡沫金属材料中泡沫铝的性能与应用 |
| 1.1.3 泡沫金属材料的制备 |
| 1.2 泡沫材料的细观结构研究 |
| 1.2.1 泡沫材料的细观结构 |
| 1.2.2 泡沫材料的主要结构参数 |
| 1.2.3 泡沫材料的二维与三维数字图像处理与分析 |
| 1.2.4 基于细观特征下泡沫金属材料的相对密度 |
| 1.3 泡沫材料的细观模型简述 |
| 1.3.1 泡沫材料的胞孔细观模型 |
| 1.3.2 多孔结构的拓扑结构理论 |
| 1.3.3 泡沫材料细观结构的数值模拟 |
| 1.4 泡沫金属材料的细观结构变形研究 |
| 1.5 泡沫材料本构关系 |
| 1.6 现有研究存在问题 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 第二章 开孔泡沫铝材料拉伸力学性能的实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 开孔泡沫铝力学性能实验研究 |
| 2.2.1 动静态实验仪器 |
| 2.2.2 开孔泡沫铝的动静态压缩实验研究 |
| 2.2.3 开孔泡沫铝材料准静态拉伸力学性能实验研究与分析 |
| 2.2.3.1 实验方案设计 |
| 2.2.3.2 开孔泡沫铝材料的准静态拉伸实验 |
| 2.2.4 非均匀性对材料拉伸破坏性能的影响 |
| 2.2.5 开孔泡沫铝材料准静态拉伸实验本构关系 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于统计理论开孔泡沫金属材料的多参数拉伸本构关系 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 开孔泡沫金属材料的单元模型 |
| 3.3 开孔泡沫金属材料的拉伸统计本构关系 |
| 3.3.1 各材料参数为随机分布变量时的拉伸本构关系 |
| 3.3.2 各材料参数服从Weibull分布时的拉伸本构关系 |
| 3.4 数值处理 |
| 3.4.1 积分数值处理方法 |
| 3.4.2 实验数据处理 |
| 3.5 材料参数概率分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 开孔泡沫金属材料细观结构的变形与破坏分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 开孔泡沫金属材料的单元结构与基体材料模型 |
| 4.2.1 开孔泡沫金属材料的单元结构模型 |
| 4.2.2 单元的基体材料模型 |
| 4.3 单元弹性阶段分析 |
| 4.4 单元体的屈服分析 |
| 4.4.1 单元体的初始屈服 |
| 4.4.2 单元体的完全屈服 |
| 4.4.3 单元屈服的定义 |
| 4.5 单元体的破坏分析 |
| 4.5.1 单元的破坏模式 |
| 4.5.2 单元破坏应变 |
| 4.6 立方体单元的3D拉伸数值模拟 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 开孔泡沫金属拉伸本构关系与细观统计特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Gibson-Ashby单元模型拉伸变形机理分析 |
| 5.3 立柱变形对材料参数值的影响分析 |
| 5.4 基于细观损伤理论的拉伸本构关系 |
| 5.4.1 细观损伤理论 |
| 5.4.2 不同孔隙率开孔泡沫金属材料单元的力学状态统计分析 |
| 5.4.3 基于细观统计理论下的拉伸本构方程 |
| 5.5 开孔泡沫金属材料的材料参数概率分布分析 |
| 5.5.1 弹性模量概率密度分布函数推导 |
| 5.5.2 屈服应变概率密度分布函数推导 |
| 5.5.3 破坏应变概率密度分布函数推导 |
| 5.5.4 各材料参数等效Weibull分布函数 |
| 5.6 泡沫金属材料拉伸时的细观统计特性 |
| 5.7 拉伸理论曲线曲率分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 全文总结 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）胞状AlCu5Mn合金泡沫的压缩性能和能量吸收特性（论文提纲范文）
| 1 实验 |
| 1.1 试样制备与实验方法 |
| 1.2 孔结构描述 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 胞状铝合金样品 |
| 2.2 胞状铝合金的σ—ε曲线 |
| 2.3 胞状铝合金的强度和比刚度 |
| 2.4 胞状铝合金的压缩吸能特性 |
| 2.5 胞状铝合金吸能性能的综合评判方法 |
| 3 结论 |
（8）泡沫铝吸能性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 泡沫铝材料的制备方法 |
| 1.3 泡沫铝材料的结构和性能特点 |
| 1.3.1 结构特点 |
| 1.3.2 性能特点 |
| 1.4 泡沫铝材料的应用背景 |
| 1.5 国内外研究现状和发展趋势 |
| 1.5.1 国外泡沫材料的研究进展 |
| 1.5.2 国内泡沫材料的研究进展 |
| 1.6 本文的主要工作 |
| 第2章 泡沫铝材料的制备 |
| 2.1 熔体发泡法介绍 |
| 2.1.1 直接发泡法的发展历史 |
| 2.1.2 熔体发泡法的基本原理 |
| 2.1.3 熔体发泡法的工艺流程 |
| 2.2 熔体发泡法的基础研究 |
| 2.2.1 基体与增强体的润湿性 |
| 2.2.2 增黏过程研究 |
| 2.2.3 发泡动力学:气泡的形核与稳定性 |
| 2.3 制备试验方案的确定 |
| 2.3.1 采用CaCO_3作发泡剂 |
| 2.3.2 搅拌环节研究 |
| 2.3.3 熔体增黏方案的分析与制定 |
| 2.3.4 详细制备步骤 |
| 2.4 实验设备及所需原材料 |
| 2.4.1 实验设备及装置 |
| 2.4.2 实验原材料 |
| 2.5 制备工艺参数的确定 |
| 2.5.1 发泡温度的确定 |
| 2.5.2 CaCO_3加入量的确定 |
| 2.5.3 搅拌参数的确定 |
| 2.5.4 保温时间的确定 |
| 2.6 试验结果及缺陷分析 |
| 2.6.1 实验结果 |
| 2.6.2 缺陷分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 泡沫铝材料的力学性能测试及吸能性研究 |
| 3.1 准静态压缩性能 |
| 3.1.1 实验方法 |
| 3.1.2 泡沫铝材料准静态压缩力学性能分析 |
| 3.1.3 孔径对准静态压缩性能的影响 |
| 3.1.4 相对密度对准静态压缩性能的影响 |
| 3.2 动态压缩性能 |
| 3.2.1 测试原理及实验方法 |
| 3.2.2 泡沫铝材料动态压缩力学性能分析 |
| 3.2.3 孔径对动态压缩性能的影响 |
| 3.2.4 相对密度对动态压缩性能的影响 |
| 3.3 能量吸收特性研究 |
| 3.3.1 泡沫材料的吸能性表征 |
| 3.3.2 准静态压缩下的吸能特性 |
| 3.3.3 动态压缩下的吸能特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 泡沫铝吸能性在汽车保险杠中的应用研究 |
| 4.1 有限元理论及LS-DYNA程序 |
| 4.1.1 有限元方法原理 |
| 4.1.2 ANSYS/LS-DYNA3D程序 |
| 4.2 泡沫铝材料在保险杠中的应用原理 |
| 4.3 保险杠碰撞数值模型的建立 |
| 4.4 数据后处理及结果分析 |
| 4.4.1 空管与填充管的吸能特性 |
| 4.4.2 不同壁厚下填充管的吸能特性 |
| 4.4.3 不同速度下填充管的吸能特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）熔体直接发泡法制备纯铝基泡沫铝材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 泡沫铝国内外发展状况 |
| 1.2.1 国外泡沫铝材料研发概况 |
| 1.2.2 国内泡沫铝材料研发概况 |
| 1.3 泡沫铝材料的性能 |
| 1.4 泡沫铝在工业上的应用 |
| 1.5 泡沫铝主要的制备方法 |
| 1.5.1 开孔泡沫铝材料的制备方法 |
| 1.5.2 闭孔泡沫铝材料的制备方法 |
| 1.6 现存的主要问题 |
| 1.7 本文研究的意义与内容 |
| 第二章 制备纯铝基泡沫铝材料的试验研究 |
| 2.1 坩埚内发泡试验 |
| 2.1.1 试验设备及装置 |
| 2.1.2 试验原料 |
| 2.1.3 试验过程 |
| 2.1.4 试验结果与讨论 |
| 2.2 转移发泡试验的研究 |
| 2.2.1 试验目的 |
| 2.2.2 试验方法 |
| 2.2.3 试验结果 |
| 2.3 纯铝基泡沫铝制备过程中工艺条件的控制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 制备纯铝基泡沫材料工程化试验的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工程化试验方法 |
| 3.3 工艺条件的调整 |
| 3.3.1 金属钙加入量的发泡试验 |
| 3.3.2 搅拌温度的试验 |
| 3.3.3 搅拌速度、搅拌时间的试验 |
| 3.3.4 发泡温度、发泡时间试验 |
| 3.3.5 工程化制备泡沫铝时泡沫体的冷却 |
| 3.4 工程化试验制得的纯铝基泡沫铝样品 |
| 3.5 泡沫铝生产中无泡层的形成与控制 |
| 3.5.1 无泡层的形成过程 |
| 3.5.2 无泡层形成的原因 |
| 3.5.3 熔体中加入金属镁对无泡层厚度的影响 |
| 3.6 工业化生产纯铝基泡沫铝的流程 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 泡沫稳定机理的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 现存的金属泡沫稳定机理 |
| 4.2.1 注气发泡法制备的金属泡沫稳定机理 |
| 4.2.2 粉末冶金法制备的金属泡沫稳定机理 |
| 4.3 纯铝基泡沫稳定机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 泡沫铝材料压缩和能量吸收性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 泡沫铝准静态压缩性能 |
| 5.2.1 闭孔泡沫铝准静态压缩变形机制 |
| 5.3 泡沫铝动态压缩性能 |
| 5.4 泡沫铝能量吸收性能 |
| 5.4.1 泡沫材料吸能性能表征 |
| 5.4.2 闭孔泡沫铝能量吸收性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 作者简介 |
（10）超轻金属结构与材料性能多尺度分析与协同优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 超轻金属结构与材料介绍 |
| 1.1.1 超轻多孔金属结构与材料定义与分类 |
| 1.1.2 超轻金属结构与材料研究的意义 |
| 1.1.3 国内外研究现状 |
| 1.1.4 超轻类桁架结构与材料的制备方法 |
| 1.2 具有微结构的超轻材料性能分析方法 |
| 1.3 结构优化方法在轻结构与材料优化领域的应用 |
| 1.3.1 结构优化方法简介 |
| 1.3.2 结构优化方法在超轻结构与材料领域的应用 |
| 1.3.3 超轻结构与材料协同优化设计 |
| 1.4 本文工作介绍 |
| 2 类桁架点阵材料等效弹性性能预测及优化 |
| 2.1 类桁架点阵材料等效弹性性能预测的代表体元法 |
| 2.1.1 Dirichlet边界条件下的代表体元法 |
| 2.1.2 Neumann边界条件下的代表体元法 |
| 2.1.3 Periodic边界条件下的代表体元法 |
| 2.2 类桁架点阵材料等效弹性性能预测的均匀化方法 |
| 2.2.1 均匀化方法简介 |
| 2.2.2 均匀化方法预测三维点阵类桁架材料弹性性能的有限元格式 |
| 2.3 代表体元法与均匀化方法间的区别和联系 |
| 2.4 基于均匀化方法的极值剪切性能优化及其奇异性分析 |
| 2.4.1 基于均匀化方法的最大剪切模量的形状优化 |
| 2.4.2 最小剪切性能形状优化及其数值奇异现象分析 |
| 3 基于微极连续体等效的超轻材料性能分析及优化设计 |
| 3.1 线弹性微极理论 |
| 3.1.1 微元体宏观转动与微观转动及几何关系 |
| 3.1.2 线性微极弹性理论的控制方程 |
| 3.2 类桁架点阵材料微极连续体等效必要性研究 |
| 3.2.1 柯西介质等效与微极连续体等效对类桁架点阵材料位移解的对比 |
| 3.2.2 柯西介质等效与微极连续体等效对类桁架点阵材料应力解的对比 |
| 3.3 具有方形单胞的类桁架点阵材料微极连续体本构关系 |
| 3.4 微极弹性体的有限元列式 |
| 3.5 以LCAs材料等效应力优化为目标的材料与结构协同优化 |
| 3.5.1 三种优化模型 |
| 3.5.2 敏度分析 |
| 3.5.3 数值算例 |
| 3.6 基于微极连续体等效分析结果计算LCAs材料微观应力的快速算法 |
| 4 基于模块拼装的结构/材料一体优化设计 |
| 4.1 基于模块拼装的宏观结构拓扑优化 |
| 4.1.1 最大整体刚度拓扑优化设计的数学列式 |
| 4.1.2 结构分析和敏度求解 |
| 4.1.3 数值算例 |
| 4.2 基于模块拼装的结构/材料一体优化设计 |
| 4.2.1 优化模型列式: |
| 4.2.2 数值算例及讨论 |
| 5 考虑制造性约束的热弹性结构与材料协同优化设计 |
| 5.1 考虑制造性约束的热弹性结构与材料协同优化设计思想 |
| 5.1.1 结构与材料协同优化思想 |
| 5.1.2 考虑制造性约束的重要性 |
| 5.2 优化模型 |
| 5.2.1 优化模型列式 |
| 5.2.2 热弹性结构控制方程与敏度分析 |
| 5.3 数值算例 |
| 5.3.1 △T=0只有机械载荷作用时，结构与材料协同优化设计 |
| 5.3.2 同时作用机械及热载荷的热弹性结构与材料协同优化设计 |
| 6 考虑制造约束性约束的旋转对称结构与材料协同优化设计 |
| 6.1 优化模型列式 |
| 6.2 离心力作用下旋转对称结构分析与敏度分析列式 |
| 6.2.1 离心力作用下旋转对称结构有限元分析 |
| 6.2.2 离心力作用下的结构与材料协同优化灵敏度分析 |
| 6.3 数值算例 |
| 6.3.1 算例一 |
| 6.3.2 算例二 |
| 6.3.3 算例三 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 创新点总结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、胞状铝的压缩形变和吸能性能研究（论文参考文献）
- [1]闭孔泡沫铝防护下钢筋混凝土桥墩冲击性能试验研究[D]. 张文超. 佛山科学技术学院, 2020
- [2]三明治夹层板弹道冲击吸能及动态效应研究[D]. 吕晓宇. 北京理工大学, 2018(07)
- [3]铸造泡沫铝合金压缩性能及电磁屏蔽性能[J]. 苗莉莉,王晓茹,石阳,崔玉舸,张新. 兰州理工大学学报, 2017(05)
- [4]瓦斯爆炸作用下舱体结构的动态响应与设计研究[D]. 刘建英. 武汉理工大学, 2017(07)
- [5]基于面心立方孔洞堆砌模型的泡沫铝准静态及动态压缩模拟研究[J]. 胡铮,马爱斌,杨东辉,陈建清,江静华. 材料导报, 2015(16)
- [6]拉伸条件下泡沫金属的细观统计分析模型及统计特性研究[D]. 韩春光. 华南理工大学, 2011(12)
- [7]胞状AlCu5Mn合金泡沫的压缩性能和能量吸收特性[J]. 杨东辉,何德坪,杨上闰. 中国有色金属学报, 2009(11)
- [8]泡沫铝吸能性能研究[D]. 李昊. 哈尔滨工程大学, 2009(S1)
- [9]熔体直接发泡法制备纯铝基泡沫铝材料的研究[D]. 李兵. 东北大学, 2008(06)
- [10]超轻金属结构与材料性能多尺度分析与协同优化设计[D]. 阎军. 大连理工大学, 2007(03)