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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對環(huán)境造成的影響，通過采用輕質(zhì)新型材料，并在不損失整車各項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)的進一步發(fā)展和供應鏈的拓展，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)中的應用越來越普遍。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，材料這兩個特性的結(jié)合使得其在碰撞安全領(lǐng)域中的應用具有極大的優(yōu)勢。傳統(tǒng)意義的汽車安全設計，主要是通過結(jié)構(gòu)設計來實現(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)，設計工程師希望通過圓管較大的塑性變形來提高其吸收碰撞沖擊的能力。而本文應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)的吸能能力并擴大汽車結(jié)構(gòu)的設計空間。泡沫材料的特點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行碰撞沖擊試驗，以此來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