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基于泡沫鋁的碳纖維管研究

汽車行業(yè)為了減少大量排放CO2對(duì)環(huán)境造成的影響，通過(guò)采用輕質(zhì)新型材料，并在不損失整車各項(xiàng)性能的前提下可減輕整車質(zhì)量，從而改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，這是目前比較可靠的汽車輕量化解決方案。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和供應(yīng)鏈的拓展，質(zhì)量較輕的普通泡沫材料特別是金屬泡沫材料在汽車行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。其中，金屬泡沫塑料的顯著特性就是具有較高的塑性變形能量，即這種材料結(jié)構(gòu)在一定塑性變形或者破碎的情況下可以吸收較大的沖擊能量，并且這種材料具有較輕的質(zhì)量，材料這兩個(gè)特性的結(jié)合使得其在碰撞安全領(lǐng)域中的應(yīng)用具有極大的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)意義的汽車安全設(shè)計(jì)，主要是通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)較高的塑性變形能力，如汽車上很多典型的管式結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)工程師希望通過(guò)圓管較大的塑性變形來(lái)提高其吸收碰撞沖擊的能力。而本文應(yīng)用的泡沫鋁是一種具有多樣性泡沫結(jié)構(gòu)的多孔材料，可以有效提升結(jié)構(gòu)的吸能能力并擴(kuò)大汽車結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)空間。泡沫材料的特點(diǎn)是有較高的塑性變形能量和較輕的質(zhì)量，金屬鋁的加入使得泡沫核心的能量消耗值增加，提高了該材料整體的碰撞吸能能力。本文分別對(duì)以泡沫鋁材料為核心的碳纖維管和不含泡沫鋁材料的碳纖維管進(jìn)行碰撞沖擊試驗(yàn)，以此來(lái)探究泡沫鋁材料受到?jīng)_擊后的破碎行為以及其吸收碰撞能量的性能。

Mohamed Eghfaier. SAE 2015-01-0725.

編譯：張?zhí)K鐵