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Experimental investigation on cenosphere-aluminum syntactic foam-filled tubes under axial impact loading

Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2023年第11期24卷 978-990页

作者： Li WANG Boyi ZHANG Jian ZHANG Yuexin JIANG Wei WANG Gaohui WU School of Civil Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150090China Key Lab of Structures Dynamic Behavior and Control of the Ministry of Education Harbin Institute of TechnologyHarbin 150090China Center for Metal Matrix Composites Engineering Technology Harbin Institute of TechnologyHarbin 150006China

A new syntactic foam material was prepared by screening three different average particle sizes of cenospheres(150,200,and 300μm)from industrial waste fly ash.Axial impact testing on syntactic foam filler and foam-filled tubes was conducted using a drop hammer test machine.The effects of parameters,such as the size of cenospheres and the impact velocity,on the mechanism of deformation,mechanical characteristics,and capacity for energy absorption of the specimen were investigated.On this basis,the differences in compressive properties exhibited by the syntactic foam-filled tubes under the two loading conditions were investigated.The results indicate that with the decrease in the average diameter of cenospheres,the initial peak crushing load and mean crushing load of foam-filled tubes increase,while the compression efficiency decreases.The specific energy absorption(SEA)of the syntactic foam-filled tube can reach 25 J/g.With the increase of impact velocity,the SEA of the specimen increases slightly.It was demonstrated that the syntactic foam-filled tube exhibits a higher effective energy absorption ratio under impact loading compared to quasi-static loading.

关键词： Cenosphere-aluminum syntactic foam Crashworthiness Mechanical properties absorption of energy

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