泡沫鋁子彈撞擊下多孔金屬夾芯板的塑性動力響應研究二

引言

多孔材料是一種由形成孔穴的棱邊和壁面的固體桿或固體板所構成的相互聯結的網絡體，自然界中普遍存在，人們應用天然多孔材料已有數千年的歷史，這些天然多孔材料都可長期承受很大的靜態(tài)載荷和周期載荷。人類對天然多孔材料的結構應用歷史與人類發(fā)展史同步。進入二十世紀以來，天然多孔材料早已不能滿足人們生活和生產的需要，人造多孔材料因此出現。

現在人們已經能夠制造出各種各樣的多孔材料。最簡單的有由平行棱柱形孔穴構成的蜂窩狀材料，用以制作輕質結構部件。更為人們所熟悉的是聚合物泡沫材料，它們幾乎可被應用于任何場合，從可處理的咖啡杯到飛機座艙的沖擊墊等等。除此之外，由金屬、陶瓷和玻璃等作為機體的泡沫材料也能夠制造出來，和實體結構材料相比，多孔材料由于具有優(yōu)異的力學性能，在汽車、鐵路、船舶及航空航天等領域得到越來越廣泛的應用。在受到壓縮時，多孔材料呈現一個幾乎保持恒定應力的大的變形過程，具有很好的能量吸收能力。因此，作為吸能裝置，被廣泛用于可能遭受高速沖擊的結構中（例如高速鐵道車輛前部的吸能器，宇宙飛船的著陸墊以及軍事工業(yè)中的復合抗暴結構等），以避免內含物遭受危險應力的作用。在包裝界，多孔材料更是包裝吸能材料的首選。同時還可有效地應用于聲音吸收、電磁屏蔽和振動阻尼等方面。此外，多孔材料能夠將多種性能結合在一起(這是傳統材料所不能達到的)，例如綜合低密度、高剛度、沖擊吸能性、低熱導率、低磁導率和良好阻尼性等。因此，在需要綜合利用這些性能的領域，多孔材料也有著廣闊的應用前景，其中最引人注日的是多孔金屬材料。

多孔金屬材料是一種在金屬基體中含有一定數量、一定孔徑尺寸、一定孔隙率的金屬材料。它出金屬骨架和內部的孔隙組成，同樣具有許多結構及性能上的優(yōu)點。但出于其本身強度不高，因而在很多應用領域受到限制。而傳統的致密金屬雖然具有高于單純泡沫金屬的強度，但能量吸收等性能低于單純泡沫金屬。若把兩種材料組成夾芯結構使用，在充分發(fā)揮多孔材料自身特點的同時解決了強度低的問題，因其具有的優(yōu)勢，越來越受到學術界和工程界的重視。