泡沫铝材料的阻尼机制六

2.2阻尼性能与阻尼机制④

机制二：孔洞/金属基体界面处由于动力学模量相差很大而使机械能转化为热能。泡沫铝可以认为是由金属基体和宏观孔所组成的两相复合材料，由于金属基体和宏观孔在弹性模量上存在着很大的差异，从而在泡沫铝试样的空气加压渗流法制备过程中产生了较大的不均匀应力场。在外加载荷作用下试样内部接近于宏观孔的基体中将产生不均匀的应力分布，泡沫铝中的应变强烈地滞后于应力，在应力与应变之间引起较大的位相差，因而在孔洞/金属基体界面处部分机械会转化为热能，产生阻尼。

机制三：孔洞发生不均匀的膨胀或畸变使外加应变能耗散为热能。由于泡沫铝中存在着大量的不均匀的孔洞缺陷，在内耗测试的正弦交变应力作用下，造成材料内部的应力与应变分布不均匀，从而使孔洞发生不均匀的膨胀或畸变，使外加应变能耗散为热能。从微观的角度来分析，试样在多功能内耗仪上进行内耗测试时，由于外加周期性的扭转应力的作用，试样中的每个点将做横向的微小运动，因而晶粒在切向应力作用下发生了横向变形。即使在内耗测试中外加的周期性切应力很小，它也能在宏观孔周围诱导较大的多轴应力，于是引起了原子的重排和粘性流，通过原子、分子的运动或位错的迁移将粘性流转变为热能。根据热力学分析可知热能的产生或位错的运动和产生均有利于材料的阻尼性能匀提高。在泡沫铝中，宏观孔周围不均匀的应力分布、应力集中和应力模式转换引起宏观孔膨胀(或收缩)和畸变，相应地产生了膨胀能和畸变能，此部分能量的消耗与宏观孔的大小和体积分数密切相关。

3结 论

宏观孔开孔泡沫铝材料的阻尼机制有三种：孔周围的应力集中和模式转换、孔洞/金属基体界面处由于动力学模量相差很大而使机械能转化为热能和孔洞发生不均匀的膨胀或畸变使外加应变能耗散为热能