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Oct 27, 2023

Aprimoramento de quase

Relatórios Científicos volume 13,

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 6929 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Blocos de espuma de célula fechada de alumínio são criados com um volume de 1 polegada3, que consistem em partes de espuma de alumínio blindadas com parte de tubo de alumínio e, em alguns tipos, reforçadas com tubos internos de alumínio. Os blocos foram feitos para superar alguns problemas existentes na espuma metálica usada para proteger algumas peças de aplicações de impactos como parte sacrificial. A espuma metálica tem três categorias principais de painéis sanduíche, tubos preenchidos e chapas onduladas. Testes de compressão quase estática foram aplicados em 12 blocos com diferentes formas e comparados com blocos de espuma de alumínio puro como referência. Os resultados mostram o aprimoramento das propriedades mecânicas dos blocos, como resistência ao escoamento (SY), resistência ao esmagamento (Sc) e resistência à densificação (Sd), compressão a deformação de 70%, bem como energia absorvida (área de compressão sob a curva). O valor mais alto para resistência ao escoamento (5,87 MPa) foi registrado para o bloco cubo de falanges dos dedos (FP—0,1 Sq.). Enquanto o valor mais alto para a força de densificação (21,7 MPa) foi registrado para o bloco cilíndrico da coluna (SV8—0,17 C25). Os resultados registrados para amostras mostram que o valor mais alto para a densidade de dissipação de energia (Edd) é 40,52 J/in3 (aumento de 91%) e a resistência ao esmagamento (8,61 MPa) foi registrada para o bloco de cilindros de falange de dedo (FP—0,17 C25). O valor mais baixo para Edd é 14,16 J/in3 (menos do que o valor do bloco de espuma de alumínio puro em 33%), SY = 0,42 MPa, Sc = 3,21 MPa e Sd = 4,46 MPa, registrado para bloco de cilindro de canal auditivo de parede fina (EC8— 0,075 C26.5). As melhores propriedades mecânicas foram alcançadas para o bloco de cilindros de falange dos dedos (FP—0,17 C25) e bloco de cilindros de coluna (SV8—0,17 C25).

A espuma de alumínio (Al) foi fabricada em meados do século passado. Foi usado em muitas aplicações, como suporte de algumas peças de carros e contêineres para absorver choques e melhorar o isolamento de som e calor. A espuma de célula fechada Al (ACCF) é considerada um material descartável em aplicações onde funciona como uma peça de sacrifício que absorve energia para proteger peças ou máquinas de impactos fortes. Apesar de existirem várias formas, como painéis sanduíche, tubos preenchidos e chapas onduladas usadas em aplicações industriais, ainda enfrenta alguns desafios, como alto custo de produção e alto custo de fundição de peças ou tubos de enchimento, após o impacto de peças ou chapas defeituosas. substituído por um novo como de costume, se possível, onde não pode ser reparado, o que leva a um alto custo de manutenção (ou seja, peças de espuma de alumínio quando expostas ao estresse de flexão de impacto serão deformadas e devem ser totalmente substituídas). A espuma de Al foi usada em muitas aplicações, desde paredes e telhados leves de edifícios (ou seja, sanduíche de aço Al (SAS) e painéis sanduíche de espuma de Al (AFS)) até resistência a choques em automóveis.

A Figura 1 mostra algumas aplicações para peças de espuma de alumínio que são usadas na proteção de estruturas automotivas contra impactos também, treina espuma usada em zonas de dobra onde tem peso leve e capacidade de absorver alta energia durante o impacto. As aplicações mais importantes da espuma metálica são as caixas de proteção que protegem o para-choque dianteiro dos carros. O tipo mais comum é um recipiente cilíndrico ou recipiente poligonal preenchido com espuma, como aparece na Fig. 1e. Muitas formas e modelos foram feitos para esta caixa com técnicas diferentes, como adicionar duas partes de espuma com tamanhos de células diferentes, onde a espuma com impacto de rosto de tamanho grande, em seguida, colocar a de menor tamanho (Fig. 1f) para melhorar a absorção de energia através do choque gradual absorção. O desafio ainda existe é o custo de manutenção das partes impactadas mais o alto custo de fazer essa blindagem com dimensões limitadas controladas.

Algumas aplicações usadas de espuma de Al (a) Partes protegidas por espuma em automóveis1, (b) Estrutura de carro blindada por espuma, (c) Zona de desintegração protegida por espuma em trens, (d) Caixas de colisão do para-choque dianteiro do carro2, (e) Cilíndrico e crash boxes poligonais, e (f) Crash boxes com duas partes de espuma com diferentes tamanhos de células3.