泡沫材料本身密度夾層、材料類型分析顯微鏡
材料性能
結構泡沫材料的使用性能包括密度、壓縮強度和彈性模量。由于
泡沫材料本身的密度范圍、材料類型和可進行的熱處理方法都很多
,因此,泡沫材料是能夠滿足車結構對材料應力的要求的。特別是
,泡沫金屬具有較高的彈性模量,而溫度低于80℃時相同密度的環
氧樹脂泡沫則表現出了更高的壓縮強度。
主要構件配置
根據輕質結構的構成標準,可對材料最適合于哪種應力條件進行
評估。與實體材料相比,在可利用空間不成問題的條件下,單一泡
沫材料的效率并不高。然而,材料在有限空間中的使用,是汽車構
件主要配置方法,此時,泡沫與實體材料配合使用,才能顯現出其
有效性。首先,在拉伸和壓縮條件下,所有的泡沫材料都呈現出了
許多不同的特性。壓縮性能的特征是常載荷作用下的寬廣、均勻的
平臺應變;而在拉力作用下,結構泡沫材料內部變脆且在很低的載
荷時就會失效。另外,材料的非均勻區域并不會對單純軸向載荷下
的壓應力產生嚴重的影響(較遲達到最大強度或者應力、水平較低)
,但是如果受力面上存在不均勻區,就可能導致材料的失效,并導
致整個材料構件的早期失效。這對承受復雜的應力狀態的車體而言
是非常危險的,但可通過采用支撐載體結構加以避免。
目前市場上的泡沫材料已用于剛性結構,是中空材料或夾層復
合結構的理想填充(夾層)材料。支撐結構的功能是:避免泡沫材料
承受大的局部拉伸載荷的作用、將外力傳遞到泡沫材料上以及在變
形過程中起引導作用。在用作吸能材料時,獲得支撐物/泡沫系統
之間恰當的幾何平衡尤為重要。以泡沫材料填充的管狀結構的彎曲
為例,空管在低載荷下發生變形,當充有泡沫時,其抗彎阻力明顯
增加,但同時,在較小變形量時就會失效。這是由于外管承受了過
多的局部應力,局部塑性變形受阻,使外管超載并引起了脆性破裂
。在泡沫結構中,還可采用部分填充的辦法,以節省不受拉力區材
料的使用量。用這種方法可減輕重量,同時顯著地提高吸能效率