Полученные геометрические модели были импортированы в пакет
конечно-элементного анализа “Ansys Workbench”, в котором проводи-
лись виртуальные испытания образцов на растяжение. Для задания
свойств алюминиевого пористого образца была использована модель
материала с билинейным кинематическим упрочнением (алюминие-
вый сплав Д16) [4], параметры которой приведены в табл. 1.
Результатами расчетов для каждого из образцов является зависи-
мость между перемещением незакрепленной грани образца и значени-
ем растягивающей силы, вызывающей это перемещение. С использо-
ванием полученных зависимостей построены диаграммы растяжения
образцов в координатах деформация–напряжение, которые использо-
ваны для вычисления механических характеристик пеноалюминия:
модуля упругости
E
, предела текучести
σ
пр
, коэффициента упрочнения
E
т
(тангенциального модуля упругости), деформации, соответствую-
щей пределу текучести (табл. 2).
Таблица 1
Параметр
Значение
Предел пропорциональности
σ
пр
, МПа
319
Модуль упругости
Е
, ГПа
74,6
Коэффициент упрочнения (тангенциальный модуль
упругости)
E
т
, ГПа
4,66
Таблица 2
№ образца
ρ
, кг/м
3
m E
, ГПа
E
т
, ГПа
σ
пр
, МПа
ε
пр
1
1003 0,638 8,0303 2,880
60,227 0,00750
2
1508 0,456 29,272 5,174 113,526 0,00388
3
1515 0,453 27,312 6,256 104,197 0,00381
4
1631 0,411 32,313 5,127 129,614 0,00401
5
1644 0,406 31,415 5,482 124,822 0,00397
6
1723 0,378 34,768 5,822 136,088 0,00391
7
1818 0,344 36,678 6,008 143,053 0,0039
8
1904 0,313 38,114 6,312 155,874 0,00409
Анализируя результаты расчетов можно отметить следующее: с
ростом пористости материала усредненный модуль упругости умень-
шается; коэффициент упрочнения значительно не меняется при увели-
чении пористости материала; деформация
ε
пр
практически не зависит
от пористости и для данного материала составляе
∼
0,004. Последний
вывод подтверждается и другими исследователями. Как отмечено в
работе [5], значение деформации образца
ε
пр
, при котором начинает-
ся текучесть материала, практически, остается постоянной в широком
диапазоне пористости.
122 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 3
