戴开达， 吴东旭， 张志成， 陈鹏万

(北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081)

泡沫金属具有低密度、良好的力学性能、隔热、吸声等特点，在轻质结构、能量吸收领域有广泛的应用前景[1].目前，国内外已有很多研究小组对泡沫金属的压缩性能和吸能机理进行了深入的研究[2-7].研究表明，泡沫金属细观结构的随机性对其压缩力学特性有影响[8].由于泡沫金属的复杂且不规则的微观结构，难以准确描述其力学性能.早期较系统的研究是GIBSON等[1]所做的一系列工作,他们在单一孔单元的基础上建立了立方体胞元模型.先后发展出14面体[9]及8面体模型等[10].但是单胞元模型的单元形状与规则排列的特点过于理想化，与泡沫金属实际的结构不相符.ZHANG等[11]使用Voronoi拓扑算法建立泡沫金属的三维随机模型.此外，还有应用算法随机分布孔洞，建立起来的三维随机椭球体模型[12]和三维随机多面体模型[13].但是，这些模型的结构受算法的随机因子影响较大.

近年来，逐渐有学者提出了建立基于泡沫金属结构的三维真实有限元模型.ZHU等[14]和JEON等[15]通过使用同步辐射X射线显微断层照相技术并进行一系列图像处理、划分网格，获得了泡沫金属的三维真实有限元模型，该方法最大程度地还原了泡沫金属的孔洞形态.但是试件尺寸越大，重建步骤越为复杂，且无法稳定控制部分网格质量.李侯贞强等[16]通过CT扫描试件，将扫描得到的灰度图像上的像素点映射到空……