4. Unnotched material: mechanical p

4. Unnotched material: mechanical properties and energy absorption
Typical stress–strain curves are shown in Fig. 2(a) for the Alporas foam and in Fig. 2(b) for the Alcan foam. We note that the overall shapes of the tensile and compressive stress–strain curves are insensitive to the choice of material. Alporas foam was found to be almost isotropic, with a variation of 915% in modulus and yield strength with regard to specimen orientation. In contrast, the Alcan foam is orthotropic; the tensile and compressive stiffness and strength are least in the through-thickness (TT) direction. In compression, both foams show a local peak stress at yield, followed by a fairly constant plateau stress. The plateau stress spl was taken as the average compressive stress for compressive nominal strains within the range 5–30%. In tension, both materials strain harden within the plastic range, prior to tearing at a strain of only a few percent. We found that the ultimate tensile strength sUTS is within 25% of the compressive plateau stress spl for both foams. The unloading Young’s modulus E in both tension and compression tests was measured from the slope of the unloading curve after a small plastic strain, of the order of 1%; it was found that the tensile and compres
sive unloading moduli are equal, for each of the foams. Fig. 3(a) and (b) summarise the measured unloading modulus E and yield strength spl plotted against r ¯.A power-law dependence of E and of spl upon r is noted, with an exponent in the range 1.8–2.2 for modulus, and in the range 1.3–2.1 for strength. In view of the scatter in measured stiffness and strength, particularly for the Alcan foam, the numerical values for these exponents are estimates only. The scatter appears to be associated with the high degree of heterogeneity of microstructure; for the Alcan foam, a strong gradient of density also exists in the thickness direction, as reported previously by Olurin et al. [15]. In general, the Alporas foam is stiffer and stronger than the Alcan foam, at a given relative density. The energy absorption of a foam is related to the area under the compressive stress–strain (s−o) curve: U=&oD 0 s do (6) where U is the energy absorbed per unit initial volume up to the densification strain oD. Here, we shall take oD as the nominal compressive strain at which the nominal compressive stress equals twice the plateau value spl. U is plotted against the compressive plateau stress spl in Fig. 4 for both foams. The energy absorption efficiency j is defined as the ratio of energy absorbed by an ideal energy absorber to that absorbed by the actual foam:
j =
sploD U
(7)
The efficiency was independent of relative density for each foam, and the average values are summarised in Table 2. The lower efficiency of Alcan foam in the through-thickness direction reflects the strong density gradient in this direction. Honeycombs, for comparison, have an efficiency between 88 and 96%, though they are, of course, exceedingly anisotropic. Predictions of the stiffness and strength models of Section 2 require data for the cell wall modulus Es, yield strength sy and density rs. We took Es=70 GPa, rs=2700 kg m−3, f=0.75, and sy=160 MPa for the Alporas foam and 250 MPa for the Alcan foam; these values were derived from microstructural observations and from microhardness measurements of the cell edges. Table 3 shows a comparison between the predicted and measured stiffness and strength. It is clear that the stiffness and strength of the two foams are significantly less than the predictions (1) and (2), which were derived and validated for polymeric foams. The discrepancy is ascribed to the high level of imperfection within the metallic foams (e.g. missing cells, cell wall waviness and curvature, holes, fractured cell walls, inclusions and non-uniformity of local density).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

4. unnotched วัสดุ: ดูดซึมพลังงานและคุณสมบัติทางกลมีแสดงเส้นโค้งปกติความเครียด – ต้องใช้ 2(a) Fig. สำหรับโฟม Alporas และ 2(b) Fig. สำหรับโฟม Alcan เราสังเกตรูปทรงโดยรวมของเส้นโค้งของแรงดึง และ compressive ความเครียด – ต้องใช้ซ้อนกับหลากหลายวัสดุ Alporas โฟมพบ isotropic เกือบ กับความผันแปรของ 915% ในโมดูลัส และแรงตามแนวตัวอย่างผลตอบแทน ในทางตรงกันข้าม โฟม Alcan เป็น orthotropic compressive และแรงดึงความแข็งและความแข็งแรงได้อย่างน้อยในทิศทาง (TT) ผ่านความหนา ในการบีบอัด ทั้งโฟมแสดงเครียดเฉพาะช่วงที่ผลผลิต ตาม ด้วยความเครียดราบสูงค่อนข้างคง Spl ความเครียดที่ราบสูงถูกนำมาเป็นความเครียด compressive เฉลี่ยสำหรับ compressive สายพันธุ์ที่ระบุภายในช่วง 5 – 30% ความตึงเครียด ต้องใช้วัสดุทั้งสองเริ่มในช่วงพลาสติก ก่อนฉีกขาดที่ต้องใช้เพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ เราพบว่า sUTS สุดแรงอยู่ 25% ของ spl ความเครียดราบสูง compressive สำหรับโฟมทั้งสอง ของยังไม่โหลดโมดูลัส E ในการทดสอบความตึงเครียดและบีบอัดได้โดยวัดจากความชันของเส้นโค้งไม่โหลดหลังเล็กพลาสติกต้องใช้ ลำดับ 1% ก็พบว่าแรงดึง และ compressive moduli ไม่โหลดจะเท่ากัน สำหรับโฟมแต่ละ Fig. 3(a) และ (b) summarise การวัดไม่โหลดโมดูลัสอี และ spl แรงพล็อตกับ r ¯ผลตอบแทน พึ่งพาอำนาจกฎหมายเป็น E และ spl เมื่อ r มีไว้ ด้วยการยก ในช่วง 1.8-2.2 สำหรับโมดูลัส และ ในช่วง 1.3-2.1 สำหรับความแข็งแรง มุมมองการกระจายในการวัดความแข็งและความแข็งแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโฟม Alcan ค่าตัวเลขของเลขชี้กำลังเหล่านี้เป็นเพียงการประมาณ กระจายปรากฏจะเชื่อมโยงกับระดับสูงของ heterogeneity ต่อโครงสร้างจุลภาค สำหรับโฟม Alcan การไล่ระดับความหนาแน่นแข็งแรงยังอยู่ในทิศทางความหนา ตามรายงานก่อนหน้านี้โดย Olurin et al. [15] โดยทั่วไป โฟม Alporas เป็น stiffer และแข็งแกร่งกว่า Alcan โฟม ที่ความหนาแน่นสัมพัทธ์ที่กำหนดให้ ดูดซับพลังงานของโฟมเกี่ยวข้องกับพื้นที่ใต้เส้นโค้งความเครียด compressive – ต้องใช้ (s−o): U = และ oD 0 s โด (6) ซึ่งเป็นพลังงานที่ดูดซึมต่อหน่วยปริมาตรถึง densification สายพันธุ์ oD ที่นี่ เราจะใช้ oD เป็นพันธุ์ compressive ระบุที่ว่ายอม compressive ความเครียดเท่ากับสองราบสูงค่า spl U เป็นพล็อตเทียบกับ spl ความเครียด compressive ที่ราบสูงใน Fig. 4 สำหรับทั้งโฟม J efficiency ดูดซึมพลังงานเป็น defined อัตราส่วนของพลังงานที่ดูดซึม โดยวิบากการพลังงานเหมาะจริงโฟมให้เข้าที่:j =sploD U(7)Efficiency ถูกขึ้นอยู่กับความหนาแน่นสัมพัทธ์สำหรับโฟมแต่ละ และค่าเฉลี่ยเป็น summarised ในตารางที่ 2 Efficiency ล่างของโฟม Alcan ใน reflects ทิศทางความหนาโดยใช้การไล่ระดับความหนาแน่นแข็งแรงในทิศทางนี้ Honeycombs เปรียบเทียบ มีการ efficiency ระหว่าง 88 96% แม้ว่าพวกเขามี หลักสูตร anisotropic อบอวล คาดการณ์ของแบบจำลองความแข็งและความแข็งแรงของ 2 ส่วนต้องการข้อมูลสำหรับโมดูลัสผนังเซลล์ Es ผลตอบแทนอาร์เอสซี่และความหนาแน่นความแข็งแรง เราเอา Es = 70 GPa, rs = 2700 กก. m−3, f = 0.75 และ sy = 160 แรงสำหรับโฟม Alporas และ 250 แรงสำหรับโฟม Alcan ค่าเหล่านี้ได้มา จาก microstructural สังเกต และวัด microhardness ขอบเซลล์ ตาราง 3 แสดงการเปรียบเทียบระหว่างการคาดการณ์ และวัดความแข็งและความแข็งแรง เป็นที่ชัดเจนว่า ความแข็งความแข็งของโฟมสองเป็น significantly น้อยกว่าที่คาดการณ์ (1) และ (2), ที่มา และตรวจสอบสำหรับชนิดโฟม ความขัดแย้งเป็น ascribed ระดับสูงของ imperfection ภายในโฟมโลหะที่ (ขาดเช่นในเซลล์ ผนังเซลล์ waviness และโค้ง หลุม fractured ผนังเซลล์ รวม และไม่ความรื่นรมย์ความหนาแน่นภายใน)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

4. วัสดุ Unnotched:
คุณสมบัติทางกลและการดูดซึมพลังงานโค้งความเครียดความเครียดโดยทั่วไปจะมีการแสดงในรูป 2 (ก) สำหรับโฟม Alporas และในรูป 2 (ข) สำหรับโฟมอัลแคน เราทราบว่ารูปทรงโดยรวมของแรงดึงและเส้นโค้งความเครียดความเครียดอัดที่มีความรู้สึกทางเลือกของวัสดุ โฟม Alporas พบว่าเกือบ isotropic กับรูปแบบของ 915% ในโมดูลัสและความแข็งแรงในเรื่องเกี่ยวกับผลผลิตชิ้นงานปฐมนิเทศ ในทางตรงกันข้ามโฟมอัลแคนเป็น orthotropic; แรงดึงและความแข็งอัดและความแข็งแรงเป็นอย่างน้อยในการผ่านความหนา (TT) ทิศทาง ในการบีบอัดโฟมทั้งแสดงความเครียดสูงสุดท้องถิ่นผลผลิตตามด้วยความเครียดที่ราบสูงค่อนข้างคงที่ ความเครียดที่ราบสูง SPL ถูกนำมาเป็นความเครียดอัดเฉลี่ยสำหรับสายพันธุ์ที่ระบุอัดอยู่ในช่วง 5-30% ในความตึงเครียดวัสดุทั้งสองสายพันธุ์แข็งพลาสติกอยู่ในช่วงก่อนที่จะมีการฉีกขาดที่สายพันธุ์เพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ เราพบว่าสุดยอด sUTS ความต้านทานแรงดึงอยู่ใน 25% ของ SPL ความเครียดที่ราบสูงอัดโฟมสำหรับทั้งสอง ขนอีโมดูลัสของเด็กหนุ่มทั้งความตึงเครียดและการบีบอัดการทดสอบวัดจากความลาดชันของเส้นโค้งถ่ายหลังจากที่สายพันธุ์พลาสติกขนาดเล็ก, การสั่งซื้อ 1%; มันก็พบว่าแรงดึงและ compres
โมดูลถ่าย sive เท่ากันสำหรับแต่ละโฟม มะเดื่อ 3 (ก) และ (ข) สรุปอีโมดูลัสถ่ายวัด SPL และความแข็งแรงให้ผลผลิตวางแผนกับการพึ่งพาพลังงานกฎหมายอา .a ของ E และ SPL เมื่ออาร์ตั้งข้อสังเกตมีตัวแทนอยู่ในช่วง 1.8-2.2 สำหรับโมดูลัส และอยู่ในช่วง 1.3-2.1 เพื่อความแข็งแรง ในมุมมองของการกระจายในวัดความแข็งและความแข็งแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโฟม Alcan ค่าตัวเลขสำหรับ exponents เหล่านี้เป็นเพียงการประมาณการ กระจายดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับระดับสูงของความแตกต่างของโครงสร้างจุลภาค; สำหรับอัลแคนโฟม, การไล่ระดับสีที่แข็งแกร่งของความหนาแน่นของยังมีอยู่ในทิศทางที่มีความหนาตามที่รายงานก่อนหน้านี้โดย Olurin et al, [15] โดยทั่วไปโฟม Alporas เป็นแข็งและแข็งแรงกว่าโฟมอัลแคนที่ความหนาแน่นสัมพัทธ์ที่กำหนด การดูดซับพลังงานของโฟมที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ที่อยู่ภายใต้อัดความเครียด (s-o) โค้ง: U = & oD 0 s ทำ (6) ที่ U คือพลังงานที่ดูดซึมได้ต่อหน่วยปริมาณเริ่มต้นขึ้นอยู่กับสาย densi ไอออนบวกความเครียด oD ที่นี่เราจะต้องใช้ oD เป็นสายพันธุ์ที่อัดเล็กน้อยที่ความเครียดอัดเล็กน้อยเท่ากับสองเท่าของค่า SPL ที่ราบสูง U เป็นพล็อตกับความเครียดที่ราบสูงอัด SPL ในรูป 4 สำหรับทั้งโฟม การดูดซับพลังงาน EF เจ ciency สายคือนิยามเป็นอัตราส่วนของพลังงานที่ถูกดูดซึมโดยดูดพลังงานที่เหมาะสำหรับการที่ดูดซึมโดยโฟมที่เกิดขึ้นจริง:
เจ =
sploD U
(7)
ciency ไฟ EF เป็นอิสระจากความหนาแน่นสัมพัทธ์สำหรับแต่ละโฟมและค่าเฉลี่ยมีรายละเอียด ในตารางที่ 2 ที่ต่ำกว่าการขาดไฟ EF ของโฟม Alcan ในทิศทางที่ผ่านความหนาอีกครั้ง ECTS ชั้นลาดหนาแน่นที่แข็งแกร่งในทิศทางนี้ honeycombs สำหรับการเปรียบเทียบมีการขาดไฟ EF ระหว่าง 88 และ 96% แม้ว่าพวกเขาจะแน่นอน anisotropic เหลือเกิน การคาดการณ์ของความมั่นคงและรูปแบบความแข็งแรงของส่วนที่ 2 ต้องมีข้อมูลสำหรับการโมดูลัสผนังเซลล์ Es ความแข็งแรงผลผลิตซี่และอาร์เอสมีความหนาแน่น เราเอา Es = 70 จีพีอาร์เอส = 2,700 กิโลกรัมต่อตารางเมตร-3, f = 0.75 และซี่ = 160 MPa สำหรับโฟม Alporas และ 250 MPa สำหรับโฟม Alcan; ค่าเหล่านี้ได้มาจากการสังเกตจุลภาคและจากการวัดความแข็งของขอบเซลล์ ตารางที่ 3 แสดงให้เห็นถึงการเปรียบเทียบระหว่างความมั่นคงคาดการณ์และการวัดและความแข็งแรง เป็นที่ชัดเจนว่าความแข็งและความแข็งแรงของทั้งสองเป็นโฟมอย่างมีนัยนัยสำคัญน้อยกว่าการคาดการณ์ (1) และ (2) ซึ่งได้มาและตรวจสอบสำหรับโฟมพอลิเมอ ความแตกต่างที่มีการกำหนดระดับสูงของความไม่สมบูรณ์ภายในโฟมโลหะ (เช่นเซลล์หายไปผนังเซลล์ waviness และโค้งหลุมผนังเซลล์ร้าวรวมและไม่สม่ำเสมอของความหนาแน่นของท้องถิ่น)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

4 . unnotched วัสดุ : สมบัติทางกลและการดูดซับพลังงานโดยทั่วไปความเครียดความเครียด
–เส้นโค้งที่แสดงในรูปที่ 2 ( ก ) สำหรับ alporas โฟม และในรูปที่ 2 ( ข ) โฟม ALCAN . เราทราบว่า รูปร่างโดยรวมของแรงดึงและแรงอัด–ความเครียดความเครียดเส้นโค้งมีกระแสทางเลือกของวัสดุ alporas โฟม พบว่าเกือบ isotropicกับการเปลี่ยนแปลงของภาพในครากัสและพิจารณาวางชิ้นงาน ในทางตรงกันข้าม , โฟม อัลแคน เป็น orthotropic ; แรงดึงและแรงอัดความแข็งและความแข็งแรงเป็นอย่างน้อยในผ่านความหนา ( TT ) ทิศทาง ในการบีบอัด ทั้งโฟมแสดงยอดท้องถิ่นความเครียดผลผลิตตามค่อนข้างคงที่ทำให้เกิดความเครียดที่ราบสูงความเครียด SPL ถ่ายเป็นค่าเฉลี่ยสำหรับอัดแรงอัดระบุสายพันธุ์ภายในช่วง 5 – 30 % ในภาวะเครียดทั้งวัสดุพลาสติกแข็งภายในช่วงก่อนที่จะฉีกขาดที่สายพันธุ์เพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ เราพบว่าสุดยอดแรง suts ภายใน 25 % ของกำลังอัดสูงความเครียด SPL ทั้งโฟม .ขนถ่ายและโมดูลัสของหนุ่มสาวทั้งแรงและการทดสอบการบีบอัดจะถูกวัดจากความชันของเส้นโค้งการหลังจากความเครียดพลาสติกขนาดเล็กของ 1 เปอร์เซ็นต์ พบว่า แรงดึงและดับเพลิง , เครื่องมือวัด ฯลฯ
sive ขนเส้นใยจะเท่ากันทั้งโฟม . รูปที่ 3 ( ก ) และ ( ข ) สรุปวัดขนัส E และ SPL ความแข็งแรงผลผลิตงัดข้อกับ R ¯ .เป็นกฎ - พลังการพึ่งพาของ E และ SPL เมื่อ r คือ กล่าวกับผู้สนับสนุนในช่วง 1.8 - 2.2 ) และในช่วง 1.3 - 2.2 เพื่อความแข็งแรง ในมุมมองของการกระจายในวัดความแข็งและความแข็งแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโฟม อัลแคน ค่าเชิงตัวเลขสำหรับผู้สนับสนุนเหล่านี้เป็นเพียงการประมาณการ . กระจายดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับระดับสูงของความหลากหลายของโครงสร้างจุลภาค ;สำหรับโฟม ALCAN , ลาดที่แข็งแกร่งของความหนาแน่นยังมีอยู่ในความหนาทิศทางตามที่รายงานก่อนหน้านี้ โดย olurin et al . [ 15 ] โดยทั่วไป alporas โฟมแข็งแรงและแข็งแกร่งกว่าโฟม ALCAN ที่ให้ความหนาแน่นสัมพัทธ์ การดูดซับพลังงานของโฟมที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ภายใต้ความเค้นอัดและเครียด ( s − O ) โค้ง :u = & OD 0 s ( 6 ) ที่เป็นพลังงานดูดซึมต่อหน่วยเริ่มต้นปริมาณถึง densi ไอออนบวกจึงเครียด . . ที่นี่ เราต้องใช้ OD เป็นปกติอัดความเครียดที่ความเครียดอัดปกติเท่ากับสองครั้งที่ราบสูงค่า SPL . คุณกำลังวางแผนต่อต้านความเครียดอัดในรูปที่ 4 ที่ราบสูง SPL ทั้งโฟม .ผการดูดกลืนพลังงานจึงประสิทธิภาพ J de จึงเน็ดเป็นอัตราส่วนของพลังงานถูกดูดซึมโดยการดูดพลังงานที่เหมาะที่จะดูดซึมโดยโฟมจริง :
J =
u
( 7 ) splod
EF จึงเป็นอิสระประสิทธิภาพของความหนาแน่นแต่ละโฟม และค่าเฉลี่ยจะสรุปในตารางที่ 2ลดประสิทธิภาพของอัลแคน โฟมในตัวถ่ายทอดผ่านความหนาทิศทางอีกครั้งflผลสีไล่ระดับความหนาแน่นแข็งแกร่งในทิศทางนี้ honeycombs เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างจึงมี EF 88 และ 96% , แม้ว่าพวกเขาจะแน่นอนเหลือเกินอุบ . การคาดการณ์ของความแข็งและความแข็งแรงของส่วนรุ่น 2 ต้องการข้อมูลสำหรับเซลล์ผนังัส es , SY ความแข็งแรงผลผลิตและความหนาแน่นของอาร์เอสเราเอา ES = 70 คะแนน , RS = 2700 kg m − 3 , F = 0.75 และ SY = 160 MPa สำหรับ alporas โฟมและ 250 เมกกะสำหรับโฟม ALCAN ; ค่าเหล่านี้ได้มาจากการสังเกตโครงสร้างจุลภาคและความแข็งจากการวัดเซลล์ขอบ . ตารางที่ 3 แสดงการเปรียบเทียบระหว่างการทำนายและวัดความแข็งและความแข็งแรงเป็นที่ชัดเจนว่า ความแข็งและความแข็งแรงของทั้งสองลดลงอย่างมีนัยสําคัญเมื่อโฟมถูก signi จึงน้อยกว่าการคาดการณ์ ( 1 ) และ ( 2 ) ซึ่งได้ และตรวจสอบพอลิเมอร์โฟม . ความแตกต่างคือ ascribed ไปสูงระดับของ ความไม่สมบูรณ์ ภายในโฟมโลหะ ( เช่นขาดเซลล์ ผนังเซลล์และโค้งเป็นคลื่น หลุม หักเซลล์ผนังหุ้มประกอบความหนาแน่นและท้องถิ่น )