基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種夾層緩沖板。
【背景技術(shù)】
[0002] 輕質(zhì)吸能材料抵抗爆炸沖擊荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的作用是當(dāng)前防護(hù)工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究 課題之一。泡沫鋁是一種人工制備的多孔金屬材料，具有低密度、輕質(zhì)量、高比強(qiáng)度、高比剛 度以及良好的緩沖吸能特性，是近些年來(lái)備受關(guān)注的新型結(jié)構(gòu)與功能材料。泡沫金屬材料 在爆炸、高速撞擊等荷載作用下顯示出良好的塑形大變形能力，能夠有效吸收爆炸沖擊產(chǎn) 生的能量。由于普通泡沫鋁自身承載力較低，不能單獨(dú)作為承載結(jié)構(gòu)使用，工程上多將泡沫 鋁和鋼板制成三明治夾層板結(jié)構(gòu)。
[0003] 雖然普通泡沫鋁具有質(zhì)量輕、抗沖擊性能強(qiáng)的特點(diǎn)，但是普通泡沫鋁對(duì)拉力、壓 力、彎矩、扭矩等載荷的抵抗能力比較差，容易發(fā)生斷裂而破壞，制備成泡沫鋁三明治夾層 板結(jié)構(gòu)的承載能力較低、吸能效果也較為有限。普通泡沫鋁屈服強(qiáng)度一般不高于lOMPa。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決普通泡沫鋁三明治夾層板承載能力和吸能能力較低的 缺點(diǎn)，提供了一種基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板。
[0005] 基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板由前面板、芯層和后面板構(gòu)成，所述 前面板厚度為0. 8mm，芯層厚度為5-20mm，后面板厚度為0. 8mm，所述芯層材料為錯(cuò)基復(fù)合 泡沫材料，所述錯(cuò)基復(fù)合泡沫材料的孔徑為80μm-150μm。
[0006] 所述鋁基復(fù)合泡沫材料的型號(hào)為1199A1，所述前面板和后面板的材料為Q235級(jí) 鋼板。
[0007] 本發(fā)明的鋁基復(fù)合泡沫材料屈服強(qiáng)度介于40~120MPa之間，其屈服強(qiáng)度可通過(guò) 改變基體屬性、內(nèi)部空心微球尺寸而自行設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)，具有抗壓承載能力高、吸能性能好、輕 質(zhì)和低密度等優(yōu)點(diǎn)，更適用于爆炸、強(qiáng)沖擊等高應(yīng)變率載荷作用的服役環(huán)境。將鋁基復(fù)合泡 沫材料制備成鋁基復(fù)合泡沫三明治夾層板結(jié)構(gòu)，將取得數(shù)倍于普通泡沫鋁三明治夾層板結(jié) 構(gòu)的吸能效果。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1是實(shí)驗(yàn)一中試件編號(hào)SP-1的基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板的 照片；
[0009] 圖2是實(shí)驗(yàn)一中一級(jí)輕氣炮實(shí)驗(yàn)的原理示意圖，圖中1表示高壓氣室，2表示泡沫 鋁子彈，3表示發(fā)射管，4表示靶室，5表示靶架，6表示高速照相機(jī)；
[0010] 圖3是實(shí)驗(yàn)一中編號(hào)SP-1的基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板的變形 側(cè)視圖、前面板變形的俯視圖及后面板變形的俯視圖，圖中a表示變形側(cè)視圖，b表示前面 板變形的俯視圖，c表示后面板變形的俯視圖；
[0011] 圖4是實(shí)驗(yàn)一中編號(hào)SP-2的基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板的變形 側(cè)視圖、前面板變形的俯視圖及后面板變形的俯視圖，圖中a表示變形側(cè)視圖，b表示前面 板變形的俯視圖，c表示后面板變形的俯視圖；
[0012] 圖5是實(shí)驗(yàn)一中編號(hào)SP-3的基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板的變形 側(cè)視圖、前面板變形的俯視圖及后面板變形的俯視圖，圖中a表示變形側(cè)視圖，b表示前面 板變形的俯視圖，c表示后面板變形的俯視圖；
[0013] 圖6是實(shí)驗(yàn)一中編號(hào)SP-4的基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板的變形 側(cè)視圖、前面板變形的俯視圖及后面板變形的俯視圖，圖中a表示變形側(cè)視圖，b表示前面 板變形的俯視圖，c表示后面板變形的俯視圖；
[0014] 圖7是實(shí)驗(yàn)一中編號(hào)SP-5的基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板的變形 側(cè)視圖、前面板變形的俯視圖及后面板變形的俯視圖，圖中a表示變形側(cè)視圖，b表示前面 板變形的俯視圖，c表示后面板變形的俯視圖；
[0015] 圖8是實(shí)驗(yàn)一中編號(hào)ST的三明治夾層緩沖板的變形側(cè)視圖、前面板變形的俯視圖 及后面板變形的俯視圖，圖中a表不變形側(cè)視圖，b表不前面板變形的俯視圖，c表不后面板 變形的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的 任意組合。
【具體實(shí)施方式】 [0017] 一：本實(shí)施方式基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板 由前面板、芯層和后面板構(gòu)成，所述前面板厚度為〇· 8mm，芯層厚度為5-20mm，后面板 厚度為0. 8mm，所述芯層材料為鋁基復(fù)合泡沫材料，所述鋁基復(fù)合泡沫材料的孔徑為 80μm-150μm〇
[0018]
【具體實(shí)施方式】二：本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是所述鋁基復(fù)合泡沫材料 的型號(hào)為1199A1，所述前面板和后面板的材料為Q235級(jí)鋼板。其它與【具體實(shí)施方式】一相 同。
【具體實(shí)施方式】 [0019] 三：本實(shí)施方式與一或二之一不同的是所述芯層厚度 為10_。其它與一或二之一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0020] 四：本實(shí)施方式與一至三之一不同的是所述芯層厚度 為15_。其它與一至三之一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0021] 五：本實(shí)施方式與一至四之一不同的是所述芯層厚度 為20_。其它與一至四之一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0022] 六：本實(shí)施方式與一至五之一不同的是所述鋁基復(fù)合 泡沫材料的孔徑為90μm。其它與一至五之一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0023] 七：本實(shí)施方式與一至六之一不同的是所述鋁基復(fù)合 泡沫材料的孔徑為1〇〇μπι。其它與一至六之一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0024] 八：本實(shí)施方式與一至七之一不同的是所述鋁基復(fù)合 泡沫材料的孔徑為110μπι。其它與一至七之一相同。
[0025]
【具體實(shí)施方式】九：本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至八之一不同的是所述鋁基復(fù)合 泡沫材料的孔徑為120μπι。其它與【具體實(shí)施方式】一至八之一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0026] 十：本實(shí)施方式與一至九之一不同的是所述鋁基復(fù)合 泡沫材料的孔徑為130μπι-140μπι。其它與一至九之一相同。
[0027] 采用下述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明效果：
[0028] 實(shí)驗(yàn)一：
[0029] 試件編號(hào)SP-1的基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板由前面板、芯層和 后面板構(gòu)成，所述前面板厚度為〇· 8mm，芯層厚度為5mm，后面板厚度為0· 8mm，所述芯層材 料為1199A1，所述1199A1的孔徑為150μm。
[0030] 試件編號(hào)SP-2的基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板由前面板、芯層和 后面板構(gòu)成，所述前面板厚度為0. 8mm，芯層厚度為10mm，后面板厚度為0. 8mm，所述芯層材 料為1199A1，所述1199A1的孔徑為150μm。
[0031] 試件編號(hào)SP-3的基于鋁基復(fù)合泡沫材料的三明治夾層緩沖板由前面板、芯層和 后面板構(gòu)成，所述前面板厚度為0. 8mm，芯