泡沫铝的特点

缓冲装置的机械零部件一般要求材料不仅具有良好的抗冲击能力，而且也要具有一定的强度和刚度。泡沫铝是一种轻质的抗冲击的多孔材料，但是泡沫铝的强度性能并不高，一般情况下，泡沫铝的强度大约为致密铝的 1％左右，相对密度为 40%的泡沫铝的强度仅为基体金属的 9%左右，所以不适合单独作为吸能的结构件；而目前用于做汽车保险杠吸能结构件的空心金属圆筒虽然具有高于单纯泡沫铝的强度和刚度，但是它的能量吸收性能低于单纯泡沫铝。因此若把这两种结构结合起来，制作成泡沫铝夹芯结构件(在金属薄壁空心圆筒中填充泡沫铝)，利用它们各自的优点，弥补共同的不足，研制出一种既可满足做结构件的刚度和强度的要求，同时又可以满足缓冲装置对其结构材料特有的高能量吸收特性要求的一种新型汽车保险杠。另外，泡沫铝夹芯结构缓冲装置除可满足以上两个最基本的要求以外，还具有其它一些优点：
1、由于泡沫铝具有轻质的特点，因此以其作汽车、水上运输设备等的合适构件，可以满足汽车、水上运输设备等的轻量化、低能耗的发展要求。
2、由于泡沫铝具有低的电导率和低的导热率，因此以其作汽车、水上运输设备等的合适构件还可达到使运输设备内气温易保持恒定，减少电事故，使乘客感到更舒适安全。
3、由于泡沫铝具有良好的吸声性能，因此以其作汽车、水上运输设备等的合适构件还可达到减少其振动和噪声，减少环境污染。
4、由于泡沫铝具有不易燃烧的特点，因此以其作汽车、水上运输设备等的合适构件既有利于乘客的安全，又有利于环境保护。
5、由于泡沫铝具有可回收利用的特点，因此以其作汽车、水上运输设备等的合适构件有利于提高材料的利用率，适合制造业可持续发展的要求。由于泡沫铝夹芯结构起主要功能作用的是它的芯体部分—泡沫铝。

5.1.2蜂窝夹层结构的的特点
   蜂窝夹层结构的重量轻，强度高，刚度大，多用作结构尺寸大、强度要求高的结构件， 与传统材料相比，夹层结构复合材料的主要特点如下
   1、发挥复合效应的优越性。夹层结构复合材料是由各组分材料经过复合工艺形成的，但它并不是由几种材料简单的复合，而是按复合效应形成新的性能，这种复合效应是夹层结构复合材料仅有的。例如当夹芯板承受弯曲载荷时，上蒙皮被拉伸，下蒙皮被压缩，芯子传递剪切力。从力学角度分析，它与工字梁很相似，面板相当于工字梁的翼缘，芯材相当于工字梁的腹板。不同的是芯材与面板不是同一材料，芯材是分散的，而不是集中在狭腹板上。由于轻质夹芯的高度比面板高出几倍，剖面的惯性距随之四次方增大，且面板有夹芯支持不易失稳。
   2、材料性能对复合工艺的依赖性。夹层结构复合材料在形成的过程中存在着材料的物理和化学变化，过程非常复杂，因此构件的性能对工艺方法、工艺参数、工艺过程等依赖性大，同时也由于在成型过程中很难准确的控制工艺参数，所以，一般来说夹层结构复合材料构件的性能分散性也是比较大的。
   3、可设计性。可用作夹芯结构的材料很多，设计时可以根据夹层结构的力学性、功能性要求而定。如撞击、保温、隔音、吸振、防弹、隐身等。蜂窝芯有高剪切性能，轻木芯有高压缩性能。而且可以得到光滑或平整的表面，气动性能良好。
   4、重量轻，刚性大。夹层结构面板很薄，与实心相比要轻得多且刚性大，减重效果极为明显，是一种高效结构材料。
    除上述特点之外，夹层结构复合材料的阻尼减振性好、破损安全性高。当然，夹层结构复合材料作为一种新材料，尚未达到十全十美的程度，所表现出来的特性并不全是优点，还需不断地创造与提高。由于蜂窝具有的重量轻、强度高、刚度大等特点，现将其应用到汽车液压吸能保险杠装置中，以提高装置的强度和刚度

筋的刚性主要取决于它的深度。设计加强筋应注意：
(1) 加强筋的轴线必须直，否则在振动时会引起扭转。
(2) 必须沿支撑之间最短距离布置。
(3) 采用交叉筋时，应考虑在交叉点容易产生应力集中，相对减小了交叉点
的刚性。所以在交叉点要注意圆角过渡，圆角半径应大于筋的宽度的两倍。
(4) 加强筋的形状在平的或稍凸起的零件上，加强筋应沿零件对角线布置，在深弯曲的零件上应垂直于零件的弯曲轴线。