КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 629.047
Д. О. Б у т а р о в и ч, А. А. С м и р н о в
МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ПЕНОАЛЮМИНИЯ
Приведены результаты моделирования механических свойств пено-
алюминия на основе разработанной программы-макроса, позволя-
ющей описать адекватную геометрическую модель образца, отра-
жающую его микроструктуру.
Ключевые слова
:
энергопоглощающий материал, пеноалюминий, пори-
стость.
Pазвитие современных технологий производства новых материа-
лов открывает перед разработчиками транспортной техники возмож-
ности по постановке и решению новых задач. Современные тенденции
развития как гражданского, так и транспорта военного назначения по-
казывают постоянно возрастающую роль вопросов безопасности во-
дителя, пассажиров, экипажа. Большое значение в решении вопросов
безопасности в настоящее время отводится энергопоглощающим мате-
риалам. Большая группа таких материалов представлена пенометалла-
ми, которые наряду с хорошими энергопоглощающими свойствами [1]
обладают высокими удельными прочностными показателями. Особое
место в ряду пенометаллов занимает пеноалюминий. Существует де-
вять основных способов получения металлических пористых матери-
алов [2].
Основные характеристики, определяющие физико-механические
свойства пенометаллов (ПМ), — это физико-механические свойства
материала стенок пор, относительная плотность
ρ/ρ
s
(где
ρ
— плот-
ность ПМ,
ρ
s
— плотность материала стенок пор), а также вид пор
(открытые ячейки или закрытые поры) (рис. 1). Иногда вместо относи-
тельной плотности для характеристики ПМ используется пористость
m
= 1
−
ρ/ρ
s
.
Плотность современных образцов пеноалюминия находится в пре-
делах от 300 до 1900 кг/м
3
, что соответствует пористости от 0,89
до 0,31.
Для проведения расчетов энергопоглощающих элементов кон-
струкций необходимо знать упругопластические свойства пеноалю-
миния. Проведение широких экспериментальных исследований ча-
сто сопряжено с рядом сложностей, поэтому в настоящей работе
предложен расчетный метод прогнозирования упругопластических
свойств пеноалюминия, в основу которого положено численное ре-
шение упруго-пластической задачи методом конечных элементов для
образца материала заданной плотности.
120 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 3
