王新筑，彭向和，郭早阳

（重庆大学煤炭灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400040）

0 引言

金属泡沫材料（简称金属泡沫）具有缓冲吸能、耐高温、超轻质及结构与功能化一体等突出特点，作为一种具有潜在应用前景的新型工程材料，成为21世纪前沿材料领域的研究热点［1－5］。其中，金属泡沫的力学与吸能特性研究具有极其重要的工程实际意义。

截至目前，金属泡沫的力学性能数据多建立在受单向加载的响应基础上。单向加载试验包括常温和高温下的拉伸、压缩、弯曲试验等，对金属泡沫在局部载荷下的响应研究较少。然而在实际应用中，作为缓冲吸能材料，金属泡沫主要与各种形状的物体发生碰撞，由此会在表面产生局部凹陷变形，这种因压入而产生的凹陷变形与整体压缩变形机制存在较大区别。Andrew 等［6］通过采用不同直径的圆柱压头对金属泡沫进行了压痕试验，研究发现压痕应力随压头直径不同而变化，存在尺寸效应。Olurin［7］和王新筑等［8－9］分别研究了金属泡沫在不同圆柱直径压头和球形压头作用下的响应问题，结果表明压痕硬度和压头形状、压头尺寸及泡沫密度有关。此外，其他一些学者通过研究也发现了压痕压力是和压头形状及接触面积有关的函数［10－13］。近年来发展的连续压痕试验方法极大方便了从材料压痕试验中获得性能参 数［14－15］。Lu 等［16］进 行 了泡沫铝的动态压痕和穿孔试验及有限元模拟，模拟结果和试验数据吻合较好，并再现了压痕试验中泡沫铝的变形情况。……