多孔金属材料应力/力增强现象的研究

多孔材料由于具有高比刚度、高比强度、强的吸收能量的能力等优点使其作为包装材料、防撞材料以及汽车工业等领域大量使用。本文经过数值模拟和实验研究发现在冲击荷载作用下多孔金属材料中会出现以下几种应力增强现象1）在较小冲击载荷作用下出现的应力增强，其原因是多孔材料胞孔形状的不规则性引起的。2）多孔材料完全密实化以后出现的应力增强，其原因是多孔材料变成致密的固体后，材料性质发生根本变化引起的。3）多孔材料未完全密实化时出现的应力增强，其原因是多孔材料产生塑性变形以后，塑性波速随应变增大而增大，即在加载过程中高幅值扰动的传播速度大于其前方的低幅值扰动的传播速度，从而出现应力增强。4）冲击端出现的应力增强。这与众所周知的冲击理论相一致，冲击端的应力随着冲击速度的增加而增加。在以上几种应力/力增强现象中，第三种应力增强现象在使用多孔材料作为防撞性目的时需特别注意，此时会对被保护物体造成更严重的伤害。本文可以为多孔材料防撞性设计与运用提供一定的参考。