短纖維對泡沫鋁壓縮力學(xué)性能與吸能特性的影響研究

郭亞周，劉小川，白春玉，何思淵，王計(jì)真

(1. 中國飛機(jī)強(qiáng)度研究所 結(jié)構(gòu)沖擊動力學(xué)航空重點(diǎn)試驗(yàn)室，西安 710065；2. 東南大學(xué) 生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院 江蘇省先進(jìn)金屬材料高金屬研究重點(diǎn)試驗(yàn)室，南京 210096)

泡沫鋁作為一種輕質(zhì)多孔材料，具有密度小、耐熱、吸能、隔聲、耐腐蝕等優(yōu)良性能，因此在汽車、船舶、航空航天等諸多領(lǐng)域內(nèi)都具有廣泛的應(yīng)用前景[1-3]。

雖然泡沫鋁具有較長的平臺段，具有較好的壓縮性能，但是其屈服應(yīng)力不大，在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍，導(dǎo)致其不能滿足結(jié)構(gòu)的耐撞性和抗沖擊場景的需求[4]。為了提高泡沫鋁的剛度，拓展泡沫鋁材料應(yīng)用的適用性和廣泛性，泡沫鋁在實(shí)際應(yīng)用過程中通常和其他致密金屬組成夾芯結(jié)構(gòu)，共同應(yīng)用于某沖擊結(jié)構(gòu)件中；為了提高泡沫鋁的強(qiáng)度，目前研究人員多以給泡沫鋁中加入增強(qiáng)相的方式作為增強(qiáng)改性手段。

增強(qiáng)相的選擇會直接影響所制備的泡沫鋁材料的性能，目前泡沫鋁中添加的增強(qiáng)相類型主要包括兩種，即顆粒增強(qiáng)和纖維增強(qiáng)。針對顆粒增強(qiáng)，Daoud等[5]采用熔體發(fā)泡法制備了Al2O3顆粒增強(qiáng)AlSi9Mg0.6(A359)復(fù)合泡沫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Al2O3能夠使得泡沫鋁具有更好的穩(wěn)定性；Alizadeh等[6]采用填充尿素造孔劑法制備了開孔Al2O3顆粒增強(qiáng)泡沫鋁，結(jié)果發(fā)現(xiàn)顆粒增強(qiáng)泡沫鋁應(yīng)力應(yīng)變曲線平臺段比純鋁泡沫鋁陡且短，顆粒增強(qiáng)泡沫鋁的能量吸收效果也比純鋁泡沫要好。Esmaeelzadeh等[7]利用SiC顆粒制作得到了SiC/AlSi7顆粒增強(qiáng)泡沫鋁，發(fā)現(xiàn)SiC顆粒能夠增加膨脹率，提高了AlSi7泡沫鋁的穩(wěn)定性。Mu等[8-9]采用熔體發(fā)泡法制備了粉煤灰顆粒增強(qiáng)Al-Si基泡沫復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)粉煤灰顆粒增強(qiáng)泡沫鋁的吸能特性隨著其相對密度的增加和粉煤灰顆粒含量的增加而增大。

顆粒添加劑雖然能夠提高泡沫鋁強(qiáng)度的作用，但會對泡沫鋁結(jié)構(gòu)造成缺陷，影響泡沫鋁的力學(xué)性能。因此相關(guān)學(xué)者開始采用添加纖維的方式作為增強(qiáng)手段。針對纖維增強(qiáng)，Mu等[10]采用熔體發(fā)泡法制備了鍍銅碳纖維增強(qiáng)泡沫鋁，結(jié)果表明隨著碳纖維含量的增加，吸能平臺應(yīng)力增高，但平臺的長度變短，能量吸收能力變大。Liu等[11]采用Al2O3短纖維制備了Zn-22Al纖維增強(qiáng)泡沫鋁，研究發(fā)現(xiàn)，隨著密度的增加，復(fù)合泡沫的壓縮屈服應(yīng)力和能量吸收性能的增長速度也超過純鋁合金泡沫的增長速度。孫曉莉等[12]研究了玻璃纖維摻量和長徑比對泡沫鋁孔隙率、表觀密度、抗壓強(qiáng)度等的影響規(guī)律，結(jié)果表明發(fā)泡劑用量不變，玻璃纖維摻量和長徑比的增加，泡沫鋁的孔隙率增大，表觀密度和抗壓強(qiáng)度均有所降低。

綜上所述，目前針對泡沫鋁的增強(qiáng)，更多的學(xué)者聚焦于泡沫鋁材料的顆粒增強(qiáng)，其吸能特性也得到提升。而針對纖維增強(qiáng)泡沫鋁材料的研究，目前學(xué)者更多從工藝方面研究了纖維對于泡沫鋁工藝的影響，已有的研究表明纖維的長徑比和含量對泡沫鋁的性能具有較顯著的影響。目前對于不同纖維含量、不同纖維長徑比在動態(tài)壓縮下的性能差別和吸能特性變化的相關(guān)機(jī)理研究則相對較少。

因此，本文將依托萬能材料試驗(yàn)機(jī)和高速液壓伺服材料試驗(yàn)機(jī)，測試短纖維增強(qiáng)閉孔泡沫鋁在中低應(yīng)變率下的動態(tài)壓縮力學(xué)性能，研究不同纖維含量和不同長徑比對其整體性能的影響。

1 試 驗(yàn)

本試驗(yàn)試樣采用東南大學(xué)生產(chǎn)提供的纖維增強(qiáng)泡沫鋁材料，試樣是由純鋁粉、碳纖維和發(fā)泡劑通過熔體發(fā)泡法制作而成，碳纖維采用長度為1 mm和3 mm的T300短碳纖維，如圖1所示為制備出的短纖維增強(qiáng)泡沫鋁試樣，孔結(jié)構(gòu)整體較為均勻，試驗(yàn)用試樣的平均孔徑為2 mm(見圖1)。當(dāng)試件的尺寸大于胞元直徑的4～5倍時，泡沫鋁的尺寸效應(yīng)基本上可以忽略不計(jì)[13]，同時為了減少斷面摩擦和慣性效應(yīng)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的影響[14-15]，本實(shí)驗(yàn)中采用的試樣尺寸為30 mm×30 mm，取泡沫鋁基體材料密度為ρs，泡沫鋁材料的密度為ρ，則泡沫鋁材料的相對密度為：ρ*=ρ/ρs。規(guī)劃試驗(yàn)矩陣如表1所示，為保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，每種相對密度的泡沫鋁在每一應(yīng)變率下至少進(jìn)行四次壓縮試驗(yàn)，以試驗(yàn)結(jié)果的平均值作為一次試驗(yàn)中的最終有效數(shù)據(jù)。首先對試樣進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)，如圖2所示為準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)平臺。試樣厚度為30 mm，準(zhǔn)靜態(tài)壓縮應(yīng)變率為0.001 s-1，因此設(shè)定試驗(yàn)過程中壓頭速率為1.8 mm/min，設(shè)定壓縮量為70%即21 mm時試驗(yàn)結(jié)束。然后進(jìn)行中低應(yīng)變率下材料試驗(yàn)，如圖3所示為中低應(yīng)變率材料試驗(yàn)平臺高速液壓伺服材料試驗(yàn)機(jī)，以此來實(shí)現(xiàn)應(yīng)變率10 s-1，50 s-1，100 s-1的動態(tài)壓縮試驗(yàn)。

表1 纖維增強(qiáng)泡沫鋁試驗(yàn)矩陣

圖1 纖維增強(qiáng)泡沫鋁胚料Fig.1 The sample

圖2 WDW-100萬能材料試驗(yàn)機(jī)Fig.2 WDW-100 test system

圖3 高速液壓伺服試驗(yàn)機(jī)Fig.3 INSTRON VHS-160 test system

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 纖維分布的形貌表征和測試

分別對含有1 mm和3 mm的纖維增強(qiáng)泡沫鋁材料進(jìn)行電鏡掃描，如圖4所示為含短纖維泡沫鋁內(nèi)部的SEM形貌。從圖4可知，纖維增強(qiáng)泡沫鋁中的纖維在泡沫鋁孔較薄的孔棱邊界處的分布多位于孔壁內(nèi)側(cè)或者靠近孔壁邊緣的部分，同時可以看出碳纖維主要是均勻的分布在孔棱邊界上，在內(nèi)部部分的碳纖維要么是附著在表面上要么是插入表面然后從胞孔內(nèi)伸出來一部分，胞孔和胞壁之間的纖維分布情況從照片中可以看出，有相當(dāng)一部分碳纖維都在胞孔的邊緣將胞孔貫穿，呈現(xiàn)支撐狀。因此由以上總結(jié)可得，短纖維在泡沫鋁內(nèi)部主要分布呈現(xiàn)以下三種模式：①纖維貫穿模式；②纖維嵌入模式；③纖維穿透模式。如圖5所示為短纖維在泡沫鋁內(nèi)部的分布示意圖。

圖4 泡沫鋁胞孔的SEM形貌Fig.4 SEM of aluminum foam cells

圖5 纖維增強(qiáng)泡沫鋁中纖維的幾種形態(tài)示意圖Fig.5 Schematic diagrams of several forms of fibers in aluminum foam

2.2 纖維長度的影響

2.2.1 1 mm長度纖維的影響

分別提取出添加1 mm長度纖維、質(zhì)量比分別為0.5 wt%，1.0 wt%和1.5 wt%的泡沫鋁在準(zhǔn)靜態(tài)壓縮下的應(yīng)力應(yīng)變曲線，如圖6所示。加入纖維之后泡沫鋁應(yīng)力應(yīng)變曲線的整體趨勢雖然仍然呈現(xiàn)彈性段、塑性段和致密段三階段特性，但是其力學(xué)性能明顯受到了較大的影響，當(dāng)加入1 mm的纖維后，泡沫鋁彈性段的彈性模量明顯要低于不含纖維時的泡沫鋁，由此看出1 mm纖維隨泡沫鋁自身基體的剛度和強(qiáng)度基本上并未有增強(qiáng)作用，反而由于纖維的加入而產(chǎn)生了一定程度的削弱，進(jìn)而導(dǎo)致泡沫鋁彈性段彈性模量的下降。

基于Miltz等[16]提出的吸能效率公式，計(jì)算得出試樣壓縮的平臺應(yīng)力和致密應(yīng)變，當(dāng)泡沫壓縮應(yīng)變?yōu)棣舖時，其吸能效率定義為

(1)

圖6 不同纖維含量下的應(yīng)力應(yīng)變曲線Fig.6 Stress-strain curves at different fiber contents

式中：εm為任意應(yīng)變；σm為對應(yīng)的應(yīng)力。致密應(yīng)變εd被定義為吸能效率最大時所對應(yīng)的應(yīng)變值，即

(2)

因此，根據(jù)致密應(yīng)變得到閉孔泡沫鋁壓縮過程中的平臺應(yīng)力為

(3)

計(jì)算得出不同纖維含量下的致密應(yīng)變和平臺應(yīng)力變化如圖7所示。由此得出當(dāng)向泡沫鋁內(nèi)添加纖維后，泡沫鋁的相對密度相同，其在壓縮過程中各個含量之間的致密應(yīng)變幾乎并未產(chǎn)生變化，保持在0.522 4，因此可知泡沫鋁的致密應(yīng)變受到其相對密度的影響較大，而受短纖維的影響較小，因此只要相對密度不變，其致密應(yīng)變就基本保持不變。

圖7 不同纖維含量下的平臺應(yīng)力和致密應(yīng)變變化Fig.7 Platform stress and densification strain change at different fiber contents

與致密應(yīng)變變化規(guī)律不同的是，添加碳纖維后泡沫鋁的平臺應(yīng)力隨著碳纖維含量的增加而降低，當(dāng)加入長度為1 mm的碳纖維時，由于泡沫鋁的平均孔徑為2 mm，纖維長度小于一個胞元的直徑，且遠(yuǎn)大于泡沫鋁胞壁的厚度，因此此時纖維在泡沫鋁中主要呈現(xiàn)穿透模式，從而使得胞壁上出現(xiàn)大量的大小為纖維直徑的孔洞缺陷，并且纖維在泡沫鋁內(nèi)部并不都是均勻分布的，此時纖維聚集在一塊變成纖維束，纖維束穿透基體會造成更嚴(yán)重的基體結(jié)構(gòu)破壞，而這些纖維之間互相之間沒有連接關(guān)系，從而使得纖維之間基本上不存在應(yīng)力傳遞過程，破壞了基體的連續(xù)性和泡沫鋁結(jié)構(gòu)的完整性，降低了整體結(jié)構(gòu)性能。其中加入的碳纖維越多，泡沫鋁的平臺應(yīng)力下降的也越多，當(dāng)加入0.5 wt%時，泡沫鋁的平臺應(yīng)力值為7.24 MPa，與不加纖維的泡沫鋁相比降低了3%；當(dāng)加入含量為1 wt%時，泡沫鋁的平臺應(yīng)力值為6.92 MPa，與不加纖維的泡沫鋁相比降低了7%；當(dāng)加入含量為1.5 wt%時，泡沫鋁的平臺應(yīng)力值為6.67 MPa，與不加纖維的泡沫鋁相比降低了10%。隨著1 mm纖維含量的線性增加，泡沫鋁整體壓縮的平臺應(yīng)力基本上呈現(xiàn)遞減趨勢。

加入纖維后的泡沫鋁吸能效率與平臺應(yīng)力對應(yīng)，提取出不同纖維含量下泡沫鋁的壓縮吸能效率如圖8所示，添加1 mm纖維后由于泡沫鋁整體性能受到纖維的影響，導(dǎo)致泡沫鋁的吸能效率降低，其中加入纖維越多，吸能效率降低幅度越大。

圖8 不同纖維含量下的吸能效率Fig.8 Energy absorption efficiency under different fiber contents

2.2.2 3 mm長度纖維的影響

針對加入3 mm長度纖維的泡沫鋁進(jìn)行壓縮力學(xué)性能測試實(shí)驗(yàn)與不添加纖維和1 mm纖維準(zhǔn)靜態(tài)下壓縮的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖9所示。經(jīng)過能量效率法計(jì)算可得平臺應(yīng)力和致密應(yīng)變變化，如圖10所示。與之前一致的是，無論是1 mm長度纖維還是3 mm長度纖維，泡沫鋁壓縮過程中由于基體本身的相對密度在添加纖維后基本上保持一致，因此壓縮結(jié)果中顯示致密應(yīng)變基本不隨著添加纖維的長度的變化而變化。

圖9 不同纖維長度的應(yīng)力應(yīng)變曲線Fig.9 Stress-strain curves of different fiber lengths

圖10 不同纖維長度下平臺應(yīng)力和致密應(yīng)變的變化Fig.10 Variation of platform stress and densification strain under different fiber lengths

從圖10可知，添加長度為3 mm的纖維后泡沫鋁的力學(xué)性能得到了較大的提高，平臺應(yīng)力相對于不添加纖維和添加1 mm纖維泡沫鋁都有明顯的改善。結(jié)合圖11中不同纖維長度下的吸能效率可知，不添加纖維的泡沫鋁準(zhǔn)靜態(tài)壓縮平臺應(yīng)力為7.47 MPa，最大吸能效率為0.35；添加1 mm、含量1 wt%纖維的泡沫鋁平臺應(yīng)力為6.92 MPa，最大吸能效率為0.34；添加3 mm、含量1 wt%纖維的泡沫鋁平臺應(yīng)力為8.38 MPa，最大吸能效率為0.38。由以上結(jié)論可以看出，添加長度為3 mm的纖維后泡沫鋁的力學(xué)性能不僅高于添加長度1 mm纖維后的泡沫鋁，同時也比不添加纖維的泡沫鋁更好。分析后發(fā)現(xiàn)造成此現(xiàn)象的原因很大程度上是由于泡沫鋁平均孔徑為2 mm，而3 mm纖維長度大于一個泡沫鋁胞元孔徑，因此導(dǎo)致纖維在泡沫鋁內(nèi)部有相當(dāng)一部分是呈現(xiàn)著貫穿和嵌入模式，當(dāng)纖維處于這兩種模式的時候，纖維與基體之間不像穿透模式那樣各纖維處于孤立狀態(tài)，而是通過泡沫鋁的胞壁實(shí)現(xiàn)纖維之間的應(yīng)力傳遞，雖然纖維抗拉不抗壓，但是在泡沫鋁壓縮過程中，受泡沫鋁自身內(nèi)部胞孔結(jié)構(gòu)的影響，胞孔的受力并不均勻，導(dǎo)致其主應(yīng)力方向大多數(shù)情況下與壓縮方向不同，因此纖維在泡沫鋁內(nèi)部無論是處于什么形態(tài)，總能夠承受部分拉應(yīng)力，使得泡沫鋁在壓縮過程中由于模量的差異性造成了纖維與泡沫鋁基體之間的拉拔滑移，產(chǎn)生了滑移剪切能量耗散，從而使得泡沫鋁加入3 mm短纖維后產(chǎn)生了增強(qiáng)作用。

圖11 不同纖維長度下的吸能效率Fig.11 Energy absorption efficiency at different fiber lengths

2.2.3 應(yīng)變率效應(yīng)

為了研究短纖維的加入對泡沫鋁的應(yīng)變率效應(yīng)有何影響，分別開展不添加纖維和添加纖維泡沫鋁材料的動態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)，選取相對密度為0.2，纖維長度為3 mm、纖維含量為1 wt%的纖維增強(qiáng)和不添加纖維的泡沫鋁開展中低應(yīng)變率壓縮試驗(yàn)，如圖12所示為不添加纖維的泡沫鋁在0.001 s-1，50 s-1和100 s-1應(yīng)變率下的應(yīng)力應(yīng)變曲線，由圖中可以看出不添加纖維的泡沫鋁在不同應(yīng)變率下具有一定的應(yīng)力變化，表明在加入纖維之前泡沫鋁本身就具備一定的應(yīng)變率效應(yīng)。應(yīng)變率效應(yīng)具體表現(xiàn)為在彈性段，材料的彈性模量隨著應(yīng)變率的增加而增大，且應(yīng)力應(yīng)變曲線在進(jìn)入平臺區(qū)的屈服點(diǎn)較準(zhǔn)靜態(tài)有所提升。

圖12 不添加纖維的不同應(yīng)變率下應(yīng)力應(yīng)變曲線Fig.12 Stress-strain curve at different strain rates without adding fiber

如圖13所示為添加纖維后的泡沫鋁在相應(yīng)應(yīng)變率下的應(yīng)力應(yīng)變曲線，此時材料同樣呈現(xiàn)了應(yīng)變率效應(yīng)，為了探明泡沫鋁加入纖維后纖維對泡沫鋁的應(yīng)變率效應(yīng)是否有影響以及影響有多大，本文采用平臺應(yīng)力定量對比的方式進(jìn)行評估，因此根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算兩者的平臺應(yīng)力變化曲線如圖14所示，從圖14可知，在不添加纖維時準(zhǔn)靜態(tài)下的平臺應(yīng)力為7.86 MPa，50 s-1應(yīng)變率下的平臺應(yīng)力為9.12 MPa，100 s-1應(yīng)變率下的平臺應(yīng)力為9.69 MPa；添加纖維后泡沫鋁準(zhǔn)靜態(tài)下的平臺應(yīng)力為7.91 MPa，50 s-1應(yīng)變率下的平臺應(yīng)力為9.47 MPa，100 s-1應(yīng)變率下的平臺應(yīng)力為10.21 MPa。由以上數(shù)據(jù)可知，在50 s-1應(yīng)變率下不添加纖維泡沫鋁的平臺應(yīng)力是準(zhǔn)靜態(tài)下的1.16倍，添加纖維后泡沫鋁的平臺應(yīng)力是準(zhǔn)靜態(tài)下的1.20倍；在100 s-1應(yīng)變率下不添加纖維泡沫鋁的平臺應(yīng)力是準(zhǔn)靜態(tài)下的1.23倍，添加纖維泡沫鋁的平臺應(yīng)力是準(zhǔn)靜態(tài)下的1.29倍。由此可知，當(dāng)加入纖維之后泡沫鋁的準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力有一定的提升，同時隨著應(yīng)變率的增大，其平臺應(yīng)力的增幅也隨之而變大，相同孔隙率下的泡沫鋁在100 s-1應(yīng)變率下添加纖維后的平臺應(yīng)力是添加前的1.05倍，加入纖維之后泡沫鋁的應(yīng)變率效應(yīng)會變得更為顯著。

圖13 添加纖維后不同應(yīng)變率下應(yīng)力應(yīng)變曲線Fig.13 Stress-strain curve at different strain rates after fiber addition

圖14 添加纖維前后泡沫鋁平臺應(yīng)力變化Fig.14 Stress changes of foam aluminum platform before and after adding fiber

如圖15所示，加入纖維后的泡沫鋁吸能效率受平臺應(yīng)力和致密應(yīng)變影響，應(yīng)變率100 s-1和50 s-1下纖維增強(qiáng)泡沫鋁吸能效率的最大值分別是準(zhǔn)靜態(tài)下吸能效率最大值的1.08倍、1.06倍和1.03倍。

圖15 不同應(yīng)變率下纖維增強(qiáng)泡沫鋁吸能效率變化Fig.15 Change of energy absorption efficiency of fiber-reinforced foam aluminum under different strain rates

綜上所述，泡沫鋁材料在加入纖維之后會呈現(xiàn)較顯著的應(yīng)變率效應(yīng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過初步分析造成這一現(xiàn)象的原因可能是由于當(dāng)壓縮速度較快時，泡沫鋁的變形帶寬度變窄，從而導(dǎo)致在壓縮過程中泡沫鋁被壓縮坍塌后各個坍塌層之間的間隙更小，這就導(dǎo)致在泡沫鋁壓縮過程中隨著壓縮速度的增大，之前并不斷裂的纖維此時由于壓實(shí)應(yīng)變更大而產(chǎn)生斷裂，之前拔出長度較小的纖維此時由于坍塌層之間的間隙更小而產(chǎn)生更長形成的拔脫。因此當(dāng)速度增大時，發(fā)生斷裂的纖維越來越多，纖維拔出的長度也越來越長，進(jìn)一步導(dǎo)致當(dāng)壓縮速度增大時，由于纖維的拉脫、滑動和斷裂而產(chǎn)生的斷裂剪切滑移能消耗開始變大，材料吸能效率隨之增大，使得加入纖維后的泡沫鋁應(yīng)變率效應(yīng)被增強(qiáng)。

3 結(jié) 論

本文通過在泡沫鋁中加入短纖維的方式來研究泡沫鋁在加入增強(qiáng)相后的力學(xué)性能和吸能特性變化，基于萬能材料試驗(yàn)機(jī)和高速液壓伺服材料試驗(yàn)機(jī)開展了中低應(yīng)變率下不同纖維含量、不同纖維長度添加泡沫鋁的力學(xué)性能試驗(yàn)，討論了不同纖維參數(shù)對泡沫鋁性能和吸能效率的影響，得出結(jié)論如下：

(1) 加入1 mm的纖維后，纖維會一定程度上破壞基體的連續(xù)性和泡沫結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，進(jìn)而使得泡沫鋁在壓縮過程中加入的纖維并未能夠起到增強(qiáng)基體的支撐作用，反而導(dǎo)致了整體性能的下降，泡沫鋁的力學(xué)性能被削弱。

(2) 當(dāng)纖維長度增加到大于一個胞元孔的直徑長度后，泡沫鋁的整體壓縮性能開始得到有效的改善，添加3 mm纖維后的泡沫鋁力學(xué)性能不僅高于添加1 mm纖維的泡沫鋁，也比不添加纖維的泡沫鋁高。

(3) 纖維長度小于胞元直徑后，纖維主要呈現(xiàn)穿透模式，導(dǎo)致泡沫鋁基體連續(xù)性和結(jié)構(gòu)完整性被破壞，而當(dāng)纖維長度大于胞元直徑后，纖維逐漸呈現(xiàn)貫穿和嵌入模式，纖維通過胞壁能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)力傳遞，提升泡沫鋁材料的力學(xué)性能。

(4) 添加3 mm纖維后泡沫鋁材料呈現(xiàn)更明顯的應(yīng)變率效應(yīng)，平臺應(yīng)力、致密應(yīng)變和吸能效率隨著應(yīng)變率的增大而增大，在100 s-1應(yīng)變率下添加纖維泡沫鋁的平臺應(yīng)力是準(zhǔn)靜態(tài)下的1.29倍。