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玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝的静、动态力学性能试验研究
摘要：
本文通过静态和动态力学性能试验研究了玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝的力学性能。试验结果表明，该材料的拉伸强度、屈服强度和弹性模量受密度影响较大，随着密度的增加而提高；同时，该材料的动态强度比静态强度高，动态压缩应力应变曲线比静态压缩应力应变曲线陡峭，主要因为材料内部孔隙的效应所致。本文的研究结果对于该材料的实际应用具有一定的参考意义。
关键词：玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝；静态力学性能；动态力学性能
Abstract:
Inthispaper,themechanicalpropertiesofXuanwuRockLamellarAlloyClosed-cellFoamAluminumwerestudiedbystaticanddynamicmechanicalpropertytests.Theresultsshowedthatthetensilestrength,yieldstrengthandelasticmodulusofthematerialweregreatlyaffectedbythedensity,whichincreasedwiththedensity.Meanwhile,thedynamicstrengthofthematerialwashigherthanthestaticstrength,andthedynamiccompressionstress-straincurvewassteeperthanthestaticcompressionstress-straincurve,mainlyduetotheeffectofinternalpores.Theresultsofthisstudyhaveacertainreferencevalueforthepracticalapplicationofthismaterial.
Keywords:XuanwuRockLamellarAlloyClosed-cellFoamAluminum;Staticmechanicalproperties;Dynamicmechanicalproperties
1.引言
玄武岩鳞片合金是一种新型的材料，具有优异的力学性能和结构性能。闭孔泡沫铝是一种具有轻质、高强度和低密度的多孔结构材料，具有广泛的应用前景。将玄武岩鳞片合金与闭孔泡沫铝相结合，可以生产出一种新型的材料——玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝。因此，本研究将对玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝的力学性能进行探究。
2.实验方法
2.1材料
本文选用了玄武岩鳞片合金和闭孔泡沫铝作为材料。玄武岩鳞片合金的成分为：Al-6.7Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.5Fe-0.3Si-0.15Cr，平均颗粒尺寸为30μm，分别以50g/L、60g/L和70g/L的密度制备了三组样品。闭孔泡沫铝的密度分别为0.30g/cm³、0.45g/cm³和0.60g/cm³。
2.2实验仪器
本文使用了光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验机和冲击试验机作为实验仪器。
2.3实验步骤
2.3.1静态拉伸试验
将样品在拉伸试验机上进行拉伸试验，记录拉伸应力和应变曲线并计算材料的拉伸强度、屈服强度和弹性模量。
2.3.2动态拉伸试验
将样品置于电磁式冲击试验机上，施加冲击荷载，记录材料的动态拉伸应力和应变曲线并计算动态强度。
2.3.3静态压缩试验
将样品在压力机上进行静态压缩试验，记录压缩应力和应变曲线。
2.3.4动态压缩试验
将样品置于冲击试验机上进行动态压缩试验，记录压缩应力和应变曲线并计算动态强度。
3.结果分析
3.1静态拉伸试验结果
图1表示了玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝的拉伸应力应变曲线。随着密度的增加，材料的拉伸强度和屈服强度均增加，而弹性模量也随之增加。这是因为密度增加会使材料内孔隙数量减少，孔隙率降低，从而增强材料的力学性能。
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图1玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝的拉伸应力应变曲线
3.2动态拉伸试验结果
图2表示了玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝的动态拉伸应力应变曲线。与静态拉伸试验结果相比，动态拉伸试验结果显示出更大的峰值应力和更小的塑性变形。随着密度的增加，材料的动态强度也随之增加。这是因为动态力学加载可以增加材料内部薄弱点的应力浓度，并且动态加载时塑性变形的能力较低，因此材料在动态加载下具有更高的强度。
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图2玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝的动态拉伸应力应变曲线
3.3静态压缩试验结果
图3表示了玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝的静态压缩应力应变曲线。随着密度的增加，材料的压缩应力也随之增加。但由于材料的孔隙率较高，因此在压缩试验中出现了明显的塑性变形，其应力应变曲线呈现出较为平缓的曲线形状。
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图3玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝的静态