藕状多孔金属变形行为及机制

以典型藕状多孔金属材料的制备为基础，研究藕状多孔金属结构特征的定量表征新方法，建立与之相符的结构模型、孔隙结构与孔隙率等的定量关系模型。研究典型藕状多孔金属分别沿不同方向准静态和动态（应变速率范围0.0001～10000/s）压缩变形的力学行为，全面建立其应力与应变关系。采用控制变形实验与计算机模拟相结合的方法，研究藕状多孔金属分别沿不同方向准静态和动态压缩变形时孔隙结构的演变过程、多孔体系中裂纹的形成与扩展过程以及多孔材料损伤和破坏过程，给出相应的过程图景及微观机制；研究应变速率、加载方向及结构特征等对藕状多孔金属准静态和动态力学行为的影响规律，建立典型藕状多孔金属沿不同方向压缩变形时的力学模型及包含孔隙结构、孔隙率、应变速率等因素的本构关系模型。上述研究工作不仅在藕状多孔材料及其构件的设计具有重要的理论意义，而且对推动藕状多孔金属新材料的应用具有重要的实际意义。

藕状多孔金属是一种力学性能优异的新型多孔金属材料，是近年来多孔材料研究的热点。多孔金属是吸能结构部件的重要材料，服役过程中会遇到各种复杂载荷的作用，尤其是较高应变速度下的动态冲击载荷的作用。然而，国内外鲜见有关藕状金属动态力学性能方面的报道。针对国内外在藕状金属力学性能、变形行为和机制研究的不足，难以满足实际应用需求的现状，在青年科学基金的支持下，以典型高塑性和低塑性金属的藕状材料为对象，系统研究了不同应变速度、变形方向、孔隙率、孔隙结构（平均孔径和孔径分布）等对藕状金属力学性能、变形行为和机制、孔隙结构演变及吸能特性的影响，取得的主要研究结果如下：. 以藕状多孔铜和镁为对象，开展了典型藕状多孔金属材料的制备基础研究，弄清了关键制备工艺参数对孔隙结构的影响规律并探讨了其机制，获得了孔隙结构均匀的藕状多孔金属样品。对藕状多孔金属结构特征进行了定量表征，建立了与之相符的结构模型、孔隙结构与孔隙率等的定量关系模型。系统地研究了典型藕状多孔金属分别沿不同方向准静态和动态（应变速率范围0.0001～10000/s）压缩变形的力学行为，全面建立了其应力与应变关系。采用控制变形实验的方法，研究了藕状多孔金属分别沿不同方向准静态和动态压缩变形时孔隙结构的演变过程、多孔体系中裂纹的形成与扩展过程以及多孔材料损伤和破坏过程，给出了相应的过程图景及微观机制；研究了应变速率、加载方向及结构特征等对藕状多孔金属准静态和动态力学行为的影响规律，初步建立了典型藕状多孔金属压缩变形时的力学模型及包含孔隙结构、孔隙率、应变速率等因素的本构关系模型。系统研究了典型藕状多孔金属在不同变形条件下的能量吸收特性。上述研究结果不仅在藕状多孔材料及其构件的设计具有重要的理论意义，而且对推动藕状多孔金属新材料的应用具有重要的实际意义。