مطالعه رفتار و مکانیزم فروپاشی فومهای فلزی پایه آلومینیم تحت انواع بارگذاری

سه نمونه فوم فلزی آلومینیم، با سه چگالی متفاوت و ترکیب شیمیایی مختلف از لحاظ ساختاری و استحکام فشاری مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی- های ساختاری شامل تعیین چگالی نسبی، میانگین اندازه سلولی، توزیع اندازه سلولی و فاکتور شکل صورت گرفت. نتایج بررسیهای ساختاری نشان میدهد که فوم آلپوراس در مقایسه با دو فوم دیگر دارای ساختاری منظم و همسانگرد است که ناشی از فرآیند تولید این نوع فوم میباشد. تست فشار تک محوری در شرایط گوناگون بارگذاری و ابعادی جهت تعیین خواص مکانیکی شامل استحکام، مدول الاستیسیته و میزان جذب انرژی انجام گردید. نتایج نشان داد که خواص مکانیکی و جذب انرژی فوم آلپوراس از همسانگردی مناسبی در مقایسه با فومهای فومینال برخوردار است، در حالی که فومهای فومینال دارای ناهمسانگردی بوده و خواص آنها شدیدا تحت تاثیر جهت نمونه قرار دارد. تغییر ابعاد و ارتفاع نمونههای آلپوراس تغییری در رفتار فشاری این فوم ایجاد نمیکند; در حالی که برای نمونه های فومینال با 2 برابر شدن ارتفاع، نمونه ها تمایل به کمانش از خود نشان می دهند . همچنین مشخص شد که با افزایش چگالی فومها، تنش پلاتو افزایش و کرنش فشردگی کاهش مییابد. تعیین مدول نمونه ها در حالت باربرداری و بارگذاری نشان داد که نتایج مربوط به فوم آلپوراس همخوانی خوبی با مدل Gibson از خود نشان میدهند . نتایج آزمایشات در کنار بررسی های میکروسکوپی برای تعیین مکانیزمهای حاکم بر تغییر شکل، جذب انرژی و نحوه تشکیل باندهای فروپاشی به کار گرفته شد. در دیواره برخی از سلولها، در اطراف باند فروپاشی اعوجاجهایی دیده شد که نشان دهنده کشیده شدن دیواره سلولها است . مکانیزم تغییر شکل حاکم با توجه به تصاویر میکروسکوپی به صورت خم شدن لبه ها و کشیده شدن دیواره ها تعیین گردید که با نظر Gibson و Ashby در این مورد تطابق دارد. بررسی مکانیزم های تغییرشکل در نمونه آلپوراس بر اساس مدل Bastawros و همکارانش نشان میدهد که در نمونههای آلپوراس علاوه بر تخریب، مقداری چرخش و برش نیز دیده میشود.

کلیدواژه ها:

فوم فلزی آلومینیم ، مورفولوژی ، جذب انرژی ، فروپاشی (collapse)