张冰冰，薛仲卿，雷英春，张西珠，范志强

（1. 太原工业学院环境与安全工程系，山西 太原 030008；2. 中北大学理学院，山西 太原 030051）

泡沫铝因具有典型的高比强度、高比刚度和轻质隔热等优点，被广泛应用于国防军事、航空航天、汽车工程和抗爆工程等领域，作为复合结构芯层时体现出良好的能量吸收、载荷缓冲和冲击波耗散等性能[1-3]。泡沫铝的主要力学性能（如强度、平台应力、比吸能和致密化应变等）取决于其材料密度，因此采用连续变密度法实现泡沫金属力学性能的功能梯度化可为特殊缓冲防护问题提供更为可控有序的反馈载荷[4]。另外，泡沫金属在制备过程中本身可能存在局部密度和胞元孔尺寸的梯度变化，开展功能梯度泡沫铝（Functionally gradient aluminum foams）力学行为研究有利于深入明确其力学特性和拓展其设计能力[5-6]。研究表明，泡沫金属力学性能的梯度化可通过改变胞元孔尺寸、孔壁厚度及材质等手段实现，梯度泡沫金属在静动态轴向受压时可提供稳定增长的反馈载荷，流动应力的增长趋势可通过调控其密度梯度实现[7-8]。然而，当前有关梯度泡沫金属的研究多局限于纵向压缩力学性能和压溃行为，即材料受压方向与性能梯度设置方向一致。但是，考虑到实际碰撞问题的复杂性，梯度泡沫金属及其填充结构所承受的爆炸/冲击载荷可能作用于梯度化垂直方向，即横向压缩。单一方向上力学性能的梯度化实际上使泡沫金属的各向异性特征增强，因此功能梯度泡沫铝在承受纵向和横向压缩时可能体现出完全不同的力学行为，当前研究并未考虑该问题。……