新型功能材料-泡沫铝{6}

泡沫铝具有优良的综合性能，特别是良好的力学性能，具有广泛的应用前景；另外泡沫金属可以通过调节其空隙率来获得需要的性能，这是实体材料所无法比拟的，泡沫金属在加工过程中和在作为功能材料时经常会受到一定载荷作用，在作为结构材料的场合，更会处处受到各种形式的载荷作用，因此，人们在对泡沫金属进行广泛的功能性能研究的同时，也越来越重视其力学性能来，已投入了大量的工作，特别是铝基泡沫的力学性能研究，因为力学性能是所有应用的基础，是任何一种材料的基本性能，泡沫铝力学性能的研究一开始就收到重视，现在仍然是热点，一方面是制备技术的发展和应用不断提出新的要求，另一方面是力学性能的研究自身不断深入的要求，还有一方面的原因就是由于泡沫铝结构和实验条件的差异，各地的实验结果差异较大，仍需大量积累数据以发现其准确的规律，泡沫金属的力学性能研究包括理论分析、实验研究和计算机模拟。

较早的理论研究是1963年，Gent和Thomas对弹性泡沫材料力学性能的研究，非周期蜂窝材料的弹性性质有Silva等进行了研究。Klintworth等研究了金属蜂窝材料的弹性变形，认为屈服时应力低于塑性理论分析值，讨论了孔壁坍塌前大变形对坍塌判据的影响。Simone等模拟坛洛了孔壁质量分布、弯曲和皱褶对泡沫金属的刚度、强度的影响，认为孔壁质量分布不均、弯曲和皱褶是泡沫金属刚度和强度的实验值远低于有理想模型算出的理论值的主要原因。Warren和Kraynik根据规则蜂窝结构中胞元周期行重复排列的特点，得出了相应结构的宏观等效弹性参数近似解析解。Somin和Gibson参考了单胞尺度上的有关的力学性能以及细观缺陷对宏观力学性能的影响。实验方面最有代表性的是Papka和Kyrides的工作，他们研究了泡沫铝在单轴和双轴压缩载荷下面得你的载荷-位移响应，在文献中，他们研究了低相对密度的双型和单型铝蜂窝结构单向压缩过程中结构宏观变形和塑性失稳的问题，利用代表单元模型得到的数值模拟压缩变形和失稳模式与实验结果吻合很好。Zhu等研究了蜂窝结构的面内压缩变形，考虑了弹性及弹塑性压缩变形带俩的侧向膨胀以及应变软化效应。