李志斌

(国防科学技术大学理学院，湖南 长沙 410073)

闭孔泡沫铝的高温局部压入力学响应*

李志斌

(国防科学技术大学理学院，湖南 长沙 410073)

通过不同形状(平头和半球头)的压头在不同温度下对闭孔泡沫铝材料进行塑性压入实验，研究不同温度下闭孔泡沫铝的压入变形模式及载荷响应特性。并基于闭孔泡沫铝在高温下的准静态塑性压入载荷响应的实验结果，结合多种分析方法，(如量纲分析和有限元计算等)，探索既考虑温度影响也包含压入深度影响的预测闭孔泡沫铝平头和半球头压入力学响应的经验公式。结果表明，本文得到的两种压头情况下的经验公式都能够较好地预测闭孔泡沫铝在不同温度下的压入力学响应。

固体力学；载荷响应；压入实验；闭孔泡沫铝；高温

目前，泡沫金属的力学性能主要通过单向力学性能实验确定，如常温和高温下的单轴拉伸、压缩等，而对泡沫金属在局部载荷下的力学响应的研究较少[1-2]。然而在实际应用中，作为冲击防护材料，由于操作失误或者其他有意无意的撞击难免会导致泡沫铝局部产生凹陷变形。这种被压入而产生的局部凹陷变形在变形机制上涉及压缩、剪切和弯曲。此时，泡沫材料处于多轴加载状态[3]，与单一的压缩、拉伸或剪切变形相比要更加复杂，而且变形的微观机制和吸能机理也存在很大差异，因而不能简单地用单轴压缩、拉伸或剪切性能来评价其与物体碰撞时的力学行为。……