基于Voronoi模型的梯度孔隙率泡沫铝力学性能研究

摘要

通过孔径梯度的变化调整孔隙率梯度,得到多组整体孔隙率相同、但内部孔隙率梯度不同的胞状泡沫金属Voronoi模型.对具有均匀孔隙率的泡沫铝试件进行冲击试验和数值模拟,两种结果吻合良好,初步验证了采用Voronoi模型可以较为准确地模拟泡沫金属材料的力学行为.基于Voronoi模型对具有不同孔隙率梯度的泡沫铝的压缩过程进行数值模拟,研究孔隙率梯度、梯度方向、围压作用等因素对泡沫铝力学性能的影响.结果表明:在不同荷载情况下,梯度的存在使得泡沫铝的坪应力降低,同时在屈服平台阶段出现了明显的硬化现象;外力较大时,梯度泡沫铝有更好的承载能力和吸能能力.