泡沫金属在冲击载荷下的能量吸收特性

摘要

基于显微CT扫描信息,建立泡沫金属材料二维细观有限元模型,考虑不规则胞孔的不均匀分布,根据试验结果拟合孔壁材料的弹塑性本构参数,分析了泡沫金属材料在动态压缩过程中的变形特性和弹塑性波的传播,重点讨论了泡沫金属作为防护材料的吸能机理和吸能特性.结果表明,对于相对密度为0.3的泡沫金属,在高速压缩至应变0.8的整个过程中,塑性波在泡沫金属试件中发生2次反射,试件经历3次压缩过程.相应地,泡沫金属的动能-应变曲线可以分为初始上升段、下降段和二次上升段3个阶段.内能和总能量变化曲线均单调增加.动能在第一次压缩结束时达到极大值,在第二次压缩结束时达到极小值;冲击速度越大,动能、内能和总能量均增长越快,动能在总能量中的比例逐渐增加,而内能在总能量中的比例减小.