李伟，王鹏，李佳，罗景润，李明海

（中国工程物理研究院总体工程研究所，四川 绵阳 621900）

泡沫材料通过自身细观胞孔结构压缩，将幅值高且脉冲短的爆炸或冲击瞬时载荷转变为幅值低且脉冲长的载荷，从而达到被防护物可承受的应力范围。因此广泛应用于航天飞行器、防护工程以及汽车撞击防护设备[1-3]，有效提高设备安全性。

为了更好地发挥泡沫材料在抗爆抗冲击设施中的缓冲作用，不仅要从宏观层面研究泡沫材料吸收冲击能量的能力，更要从细观层面研究冲击波在泡沫材料中的传播和衰减规律。与密实介质不同的是，泡沫材料由于很低的波阻抗使得传统的SHPB压杆和直接冲击等试验手段较难获取泡沫类多孔材料中的冲击波波阵面，即无法获取冲击波在泡沫材料中的传播规律[4-9]。得益于DIC数字相关技术的辅助，聚合物基泡沫材料在中速撞击下的冲击波波阵面被成功观察和识别，从而得到冲击波波速[4,8,10-13]。即使获取了聚合物基泡沫材料的波阵面，也只是其在宏观试件表面的体现，对于试件内部的冲击波波阵面状态依然未知。此外，对于金属基泡沫材料的波阵面获取依然未有试验上的报道[14-15]。鉴于金属基泡沫材料，尤其是泡沫铝材料，在防护结构上的大量应用和广泛前景，获取冲击波在材料内部的传播衰减规律，对于优化泡沫材料细观结构和宏观构型，进而提升缓冲性能具有重要意义。

基于真实泡沫细观结构的数值模拟为上述波阵面的获取提供了一条新的途径，该方法可以获取泡沫材料动力学行为的细观信息，为波阵面的获取提供了全面的观察数据。……