复合泡沫金属材料缓冲吸能性能研究
泡沫金属材料的制备与性能研究
泡沫金属材料的制备与性能研究近年来，泡沫材料作为一种新型材料，被广泛应用于隔热、吸声、过滤、减震等领域。
而在这篇文章中，我们将集中讨论其中的一种——泡沫金属材料，探究其制备和性能方面的研究。
一、泡沫金属材料的制备泡沫金属材料的制备主要有三种方法：粉末冶金法、自发性膨胀法和前驱体法。
1.粉末冶金法粉末冶金法是通过在高温状态下将粉末压实，然后在惰性气氛或真空条件下进行高温退火，使金属粉末热膨胀形成泡孔的方法制备泡沫金属材料。
因为这种方法所得到的泡沫材料的孔径比其它两种方法得到的材料要细小，所以在一些领域中，其应用范围相对较窄。
2.自发性膨胀法自发性膨胀法是将金属粉末放进钢管中，在加热到一定温度后，金属粉末在其自身内部发生氧化还原反应，放出气体，使得热膨胀的金属粉末形成空心结构的泡沫材料。
这种方法得到的泡沫材料具有较大的孔径和比表面积和气膜厚度，所以在催化剂、吸附材料等领域中有着广泛的应用。
3.前驱体法前驱体法是在高分子聚合物溶液中先形成金属络合物，然后将其加热至一定温度，分解出气体形成泡孔的方法制备泡沫金属材料。
这种方法制备的泡沫材料具有均匀的孔径、较高的开孔率、高比表面积和良好的机械性能，所以在热阻隔、吸声等领域中有着广泛的应用。
二、泡沫金属材料的性能泡沫金属材料由于具有空心结构，所以其密度非常之小。
与普通金属相比，泡沫金属材料的抗压性能和比强度非常之高，同时其导热性和导电性能也比较强。
1.抗压性能泡沫金属在制备过程中，其空心孔隙的大小和分布会对其抗压性能产生一定影响。
一般来说，孔径越小，分布越均匀的泡沫材料其抗压性能就越好。
而当孔径较大时，由于其容易发生屈曲、断裂等现象，所以其抗压性能相对较弱。
2.导热性能泡沫金属材料的导热性能与其密度有关，密度越低，导热性能越强。
当空气孔隙率达到95%以上时，泡沫金属材料的热传导系数将会小于1W/mk，而这也是其他材料所不能比拟的。
因此，泡沫金属材料的导热性能表现出了卓越的隔热性能。
泡沫铝的性能研究
泡沫铝的性能研究泡沫铝是一种具有微孔结构的新型材料，它由一系列连续分布的气孔所组成，具有较低的密度、较高的比强度和较好的吸能性能。
它的应用领域非常广泛，涵盖了航空航天、汽车、建筑等多个领域。
本文将对泡沫铝的性能进行研究，分析其物理、力学和热学性能，并讨论其应用前景。
首先，泡沫铝的物理性能非常优越。
由于其具有连续分布的气孔结构，泡沫铝的密度较低，一般在0.2-0.8g/cm³之间，相比于实心金属材料显著减小。
这种低密度使得泡沫铝具有优异的浮力，使其在水中或其他液体中具有良好的浮力特性。
此外，泡沫铝还具有较好的导热性能，由于气孔结构的存在，热量传递自由度增大，使得泡沫铝具有较低的热传导系数。
其次，泡沫铝还具有良好的力学性能。
泡沫铝的亲密堆积，使得它具有较好的抗压性能和抗弯性能。
通过控制泡沫铝的孔隙率和孔径分布，可以调控其力学性能，使其在不同应力条件下具有不同的力学特性。
泡沫铝的比强度（比重与抗压强度之比）较高，使得它具有较好的吸能能力和耐用性。
这也使得泡沫铝在汽车碰撞、航空航天领域的结构件中得到广泛应用。
最后，泡沫铝的热学性能也是其研究的重要方向之一、泡沫铝的气孔结构使得其可以较好地阻挡热传导，具有较低的热传导系数。
这使得泡沫铝在热隔离和热保护领域具有广泛应用前景。
此外，泡沫铝还具有较好的吸音性能，使其在建筑领域中可以用作吸音材料。
总之，泡沫铝作为一种新型材料，具有诸多优异的性能，包括物理性能、力学性能和热学性能。
通过研究和优化其孔隙结构和孔径分布，可以调控其性能，满足不同领域的需求。
随着技术的不断发展，泡沫铝在航空航天、汽车、建筑等领域的应用前景将更加广阔。
《泡沫铝合金与芳纶纸蜂窝的屈服行为研究》范文
《泡沫铝合金与芳纶纸蜂窝的屈服行为研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，新型复合材料在各种工程领域中得到了广泛的应用。
泡沫铝合金和芳纶纸蜂窝作为两种典型的复合材料，因其独特的物理和机械性能，在航空航天、汽车制造、建筑等领域具有重要应用价值。
这两种材料在承受外力时，其屈服行为直接关系到材料的使用性能和结构安全。
因此，对泡沫铝合金与芳纶纸蜂窝的屈服行为进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、泡沫铝合金的屈服行为研究泡沫铝合金是一种由金属和气体组成的轻质多孔材料，具有优异的吸能性能和良好的加工性能。
其屈服行为的研究对于理解其力学性能和优化其制备工艺具有重要意义。
1. 泡沫铝合金的力学性能泡沫铝合金的力学性能主要包括弹性模量、屈服强度和压缩性能等。
在受到外力作用时，泡沫铝合金的屈服行为表现为多孔结构的压缩变形和能量吸收过程。
其屈服过程是一个复杂的力学过程，涉及到材料的塑性变形、裂纹扩展、空洞塌陷等多个物理现象。
2. 泡沫铝合金的屈服模型针对泡沫铝合金的屈服行为，研究者们提出了多种屈服模型。
这些模型基于不同的理论假设和实验数据，描述了泡沫铝合金在受到外力作用时的屈服过程和应力-应变关系。
通过对这些模型的比较和分析，可以更好地理解泡沫铝合金的屈服行为，为优化其制备工艺和改善其力学性能提供理论依据。
三、芳纶纸蜂窝的屈服行为研究芳纶纸蜂窝是一种由芳纶纸制成的蜂窝状结构材料，具有优异的力学性能和轻质化特点。
其屈服行为的研究对于理解其力学性能和优化其结构设计具有重要意义。
1. 芳纶纸蜂窝的力学性能芳纶纸蜂窝的力学性能主要表现为面内剪切强度、面外压缩强度和抗冲击性能等。
在受到外力作用时，芳纶纸蜂窝的屈服行为表现为蜂窝结构的剪切变形和压缩变形过程。
这一过程中涉及到材料的塑性变形、应力集中和裂纹扩展等物理现象。
2. 芳纶纸蜂窝的屈服模型针对芳纶纸蜂窝的屈服行为，研究者们也提出了多种屈服模型。
这些模型描述了芳纶纸蜂窝在受到外力作用时的屈服过程和应力-应变关系。
泡沫金属的制备及其在航空航天领域的应用研究
泡沫金属的制备及其在航空航天领域的应用研究泡沫金属是由金属膜片之间的空隙组成的一种多孔材料，具有低密度、高强度和优异的吸能性能。
因此，泡沫金属已经成为航空航天领域中的重要材料之一。
本文将介绍泡沫金属的制备方法和在航空航天领域的应用研究进展。
一、泡沫金属的制备方法泡沫金属制备的基本原理是用脱模剂将预制的金属膜片分隔开来，并在其表面形成底部保护层。
然后，通过各种方法加入金属的孔道，形成连通的泡沫状结构。
常用的泡沫金属制备方法有以下几种：1. 模板法：模板法是通过将金属液浸渍在导电或非导电模板中，通过氧化、还原或电解反应，将纳米、微米或毫米级金属颗粒均匀沉积到模板孔洞中，然后再通过退火、烧结或溶解模板的方式获得泡沫金属。
2. 溶液法：溶液法是将金属盐溶解在有机或无机溶剂中，再加入还原剂或沉淀剂，使金属离子还原成原始金属，并在待反应的工艺条件下形成泡沫金属。
3. 反渗透法：反渗透法是将金属膜片置于内部受到压缩气体的反渗透区域内，然后将水分子透过膜片发生膨胀，其气泡成为抗剪切的靠拢和相互支撑的力，最终形成多孔泡沫金属。
以上方法各有其特点，对于不同金属材料，选择不同的制备方法具有一定的优劣之处。
例如，模板法相对简单，控制精确度高，但仅适用于制备薄壁泡沫金属；溶液法制备速度快，成品密度低，但安全性有待提高。
二、泡沫金属在航空航天领域的应用研究进展1. 引擎隔板泡沫金属具有低密度和高强度等特性，已广泛用于航空发动机的隔板。
其可阻隔来自不同部位的工作介质，拥有优异的隔音和隔热效果，还可热回收，降低燃料消耗量和减少工作环境污染。
2. 飞行器结构泡沫金属还可用于航空器结构的轻量化设计中，如飞机梁、机翼材料和飞行器隔板等部位。
采用泡沫金属制造的轻量化飞机构件，可以降低金属消耗，提高载荷能力，减轻飞机自重负担。
3. 航天器外壳泡沫金属还可用于航天器热控制外壳。
由于泡沫金属具有良好的吸热能力和隔热能力，因此可将热传递限制在特定区域，避免航天器表面温度过高或过低，提高航天器的使用寿命。
泡沫铝材料的吸能与防爆特性研究
同时，可以研究泡沫铝材料与其他材料的复合应用，以实现多功能性的提升， 例如防水、保温等，扩展其在不同环境下的应用范围。
四、展望
泡沫铝材料的研究和应用仍处于不断发展的阶段，未来还有许多值得探索的 领域。例如：
1、材料制备：目前，泡沫铝材料的制备方法有多种，但普遍存在成本较高、 生产效率低等问题。因此，寻找更经济、环保的制备方法，实现大规模生产是未 来的一个研究方向。
1、按照一定比例将铝粉和发泡剂混合均匀； 2、将混合物放入模具中，置于一定温度和压力条件下；
3、发泡剂分解产生气体，导致混合物膨胀，形成泡沫铝材料； 4、冷却后取出泡沫铝材料，进行必要的处理。
4、冷却后取出泡沫铝材料，进 行必要的处理。
1、优化制备工艺：进一步研究发泡工艺中的关键参数，如发泡剂类型、温 度和压力等对泡沫铝材料性能的影响，为实现制备过程的优化提供依据。
4、数值模拟与实验验证：利用计算机模拟技术对泡沫铝材料的吸能和防爆 性能进行预测和分析，可以更精确地了解材料的性能。同时，通过实验验证模拟 结果的准确性，可以促进理论与实践的结合。
5、跨领域合作：由于泡沫铝材料具有广泛的应用前景，跨领域合作将是一 个重要的研究方向。例如，与汽车、航空航天、建筑等领域的研究人员合作，共 同开发具有更好性能和应用前景的泡沫铝材料。
抗低速冲击性能
复合材料点阵结构的抗低速冲击性能是其抵抗外来冲击的能力。在受到低速 冲击时，材料的弹性和塑性变形会吸收能量，从而减少对结构的破坏。为了提高 结构的抗低速冲击性能，可以采取以下措施：优化结构设计，提高结构的稳定性 和耐久性；选用高弹性模量的材料，降低结构的变形量；加入增强相，改善材料 的力学性能和抗冲击性能。
一、泡沫铝材料的吸能特性
泡沫铝材料的吸能特性是指其在受到外部冲击时，能够吸收并分散能量的能 力。这种特性主要归因于其内部的多孔结构。当外部力作用于泡沫铝材料时，其 多孔结构可以有效地分散和吸收该能量，从而减少对材料的破坏。
轴向冲击载荷作用下泡沫金属填充薄壁金属圆管吸能特性研究
性 能强 的特点 ， 其最主要 的用途是作为吸能缓 冲防护材料。 但是泡 沫金属对拉力 、 、 压力 弯矩、 扭矩等载荷的抵抗能力 比较差 ， 容易发 生 断裂而破坏 。传统的金属材料强度高 ， 抗弯 、 扭能力强 ， 但是吸
能、 阻尼 、 冲击性能较差 。 抗 因此 ， 将泡沫金属材料和传统金属材料
经受 刚体 以一定速度撞击 的动力 屈曲进行数值模拟 ，并着重从
组合成泡沫金属夹芯结构 ， 成为一种很好 的抗冲击 吸能结构 ， 应用 于舰艇设备抗 冲击安全 防护 、 汽车被动安全设计等领域。 泡沫金属
夹芯结构 主要包括填充管结构和夹芯板结构 。填充管结构 由外层 的空心金属管材和中间的泡沫金属柱组成 ，外层的空心金属管 主 要包 括圆管和方管。 夹芯板结构也叫三 明治结构 ， 其典型的结构为 中间是泡沫金属夹芯层 ， 上下层是铝合金板或其他金属 面板。 本文 主要研究的是外层 为铝合金 圆管 、 中间为泡沫铝的填充管结构 。 泡
泡 沫材料采用 ＭＡ ＿ Ｏ Ｍ Ｃ Ｕ Ｈ Ｂ Ｅ， 壁金属筒材料采 用 ＴＦ Ａ —Ｒ Ｓ Ａ Ｌ 薄
ＮＥＬ ＡＳＴＩ Ｉ Ｃ ＳＯＴＵＯＰＩ ＨＡＥＮＩ Ｃ ＮＧ 。 ＭＡＴ Ｉ
＿ —
２０ ０ ４年 Ｋｍ等同时用数值模拟和实验研究 的方法研究 了泡沫金 ｉ 属填充 薄壁金属 圆管的弯 曲崩 毁行为 ，０ ８ ２ ０ 年吴 刚等建 立 了泡 沫金属填充金属圆筒在轴 向冲击下的移动塑性铰分析模 型 。 综上所述 ，以往对 轴向冲击载荷作 用下泡沫金属填充 薄壁
数值实验和仿真分析开辟 了重要途径 。计 算机数值模拟提高 了
冲击 过程 中的安全性 ，通过反复 比对可 以优化其抗 冲击能力和
吸能特性 ， 为理论推导 和实验研究提供 指导 ， 因此计 算机 数值 模 拟对 实验研究 和理论推导具有重大的实际 意义 。本 文主要应用 ａ ｓｓｄ ｎ 有 限元程序 ， ｎｙ— ｙａ 研究 了不 同尺寸的泡沫铝填充结构在 轴 向冲击下 的动力屈 曲行 为 ，对几个 不 同尺寸泡沫铝填充 圆管 在
泡沫铝夹芯双管构件横向压缩吸能性能研究
第44卷第23期包装工程2023年12月PACKAGING ENGINEERING·293·泡沫铝夹芯双管构件横向压缩吸能性能研究吴鹏1，鲍海英2*，李爱群3,4（1.东南大学建筑设计研究院有限公司，南京210096；2.安徽工业大学建筑工程学院，安徽马鞍山243002；3.东南大学土木工程学院，南京210096；4.北京建筑大学土木与交通工程学院，北京100044）摘要：目的研究截面构型及几何参数对泡沫铝夹芯双管结构在横向载荷作用下变形失效机制和吸能性能的影响。
方法运用有限元软件Abaqus/Explicit对泡沫铝夹芯双管构件受横向载荷作用进行数值仿真分析。
结果泡沫铝夹芯双管构件在横向压缩过程中表现出3个阶段：初始压缩阶段、塑性变形阶段和致密化阶段，并发现外方内圆双管夹芯结构的耐撞性能显著强于双方管夹芯结构。
随着外管径的增大、内管径的减小，外方内圆双管夹芯结构的承载力和吸能能力越高；内管壁厚的增加使外方内圆双管夹芯结构的能量吸收、比吸能、平均压溃载荷和压溃力效率均表现出增大趋势。
结论泡沫铝芯材的变形失效模式受内管截面形状的影响，与传统双方管夹芯结构相比，外方内圆双管夹芯结构是一种更优秀的吸能构件，在横向碰撞安全防护中展现出更大的应用潜力。
通过增加内外管间距和内管壁厚，可以提高外方内圆双管夹芯结构的吸能性能。
关键词：泡沫铝；夹芯双管；横向压缩；吸能性能；数值模拟中图分类号：TB485.1；O347 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)23-0293-09DOI：10.19554/ki.1001-3563.2023.23.035Energy Absorption Performance of Aluminum Foam Sandwiched Double-tube underTransverse CompressionWU Peng1, BAO Hai-ying2*, LI Ai-qun3,4(1. Southeast University Architectural Design and Research Institute Co., Ltd., Nanjing 210096, China;2. School of Architecture and Engineering, Anhui University of Technology, Ma'anshan 243002, China;3. School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China;4. School of Civil andTransportation Engineering, Beijing University of Architecture, Beijing 100044, China)ABSTRACT: The work aims to study the effects of section configuration and geometric parameters on the deformation mechanism and energy absorption performance of aluminum foam sandwiched double-tube under transverse load. Finite element software Abaqus/Explicit was used to carry out numerical simulation on the aluminum foam sandwiched double-tube under transverse load. The aluminum foam sandwiched double-tube exhibited three stages in the process of transverse compression, namely, the initial compression stage, the plastic deformation stage, and the densification stage. It was also found that the crashworthiness of a novel aluminum foam sandwiched double-tube, comprised of square outer and circular inner tubes, was significantly stronger than that of the double square tube structure. As the outer tube diame-ter increased and the inner tube diameter decreased, the load-bearing capacity and energy absorption capacity of the novel aluminum foam sandwiched double-tube increased. The increase in wall thickness of the inner tube resulted in an in-creasing trend in energy absorption, specific energy absorption, average crushing load, and crushing force efficiency. The收稿日期：2023-05-22基金项目：安徽工业大学校自然基金青年项目（QZ202211）·294·包装工程2023年12月deformation failure mode of aluminum foam core material is affected by the section shape of the inner tube. Compared with the traditional double square tube structure, the novel sandwiched double-tube is a better energy-absorbing compo-nent, which shows greater application potential in the safety protection of lateral collision. By increasing the tance between the inner and outer tubes and the wall thickness of the inner tube, the energy absorption performance of the novel sandwiched double-tube can be improved.KEY WORDS: aluminum foam; sandwiched double-tube; transverse compression; energy absorption performance; nu-merical simulation薄壁金属管结构具有比刚度和比强度高的优点，在压缩过程中可以吸收大量的动能并将其转化为塑性应变能[1]，常作为吸能元件应用于汽车、航空航天、交通等领域，但存在易发生欧拉屈曲失稳、非轴向承载能力差等问题。
泡沫材料结构与性能关系研究与开发
泡沫材料结构与性能关系研究与开发泡沫材料是一种非常常见的材料，在各个领域都有广泛的应用。
从包装材料到建筑材料，从隔音材料到保温材料，泡沫材料的用途多种多样。
然而，为了满足不同领域的需求，泡沫材料的结构和性能需要进行研究和开发。
首先，我们需要了解泡沫材料的结构对其性能的影响。
泡沫材料是通过将气体注入液体或固体中形成气泡而制成的。
泡沫材料的主要组成是基体和气泡。
基体可以是液体或固体，可以提供机械支持和稳定性，而气泡则提供轻质和良好的吸能性能。
所以，泡沫材料的结构包括了基体的类型和形状以及气泡的大小和分布等。
泡沫材料的结构对其性能有着直接的影响。
例如，如果泡沫材料的基体是强度较低的材料，那么整体的强度也会较低。
而气泡的大小和分布则会影响泡沫材料的密度、吸能性能和隔热性能等。
较小的气泡可以提供更高的表面积和较高的储能能力，从而增加了泡沫材料的吸能性能。
而较大的气泡则可以降低泡沫材料的密度，使其更轻便，适用于一些需要轻质材料的应用领域。
然后，我们需要对泡沫材料的性能进行研究和开发。
泡沫材料的性能包括了力学性能、隔热性能、吸能性能等。
力学性能是指材料在受力时的变形能力和抗拉强度等。
隔热性能是指材料对热传导的抵抗能力，可以用于保温材料和隔音材料的研发。
吸能性能是指材料对冲击能量的吸收能力，可以用于防护材料和缓冲材料的开发。
对于泡沫材料的力学性能研究，我们可以通过对泡沫材料的压缩测试和拉伸测试等实验来评估其强度和变形能力。
这些测试可以帮助我们了解泡沫材料在不同应力下的力学行为，并且可以通过调整泡沫材料的结构来改善其力学性能。
对于隔热性能的研究，我们可以通过测量泡沫材料的热导率来评估其隔热性能。
热导率越低，说明泡沫材料对热传导的阻碍能力越强，从而具有更好的隔热性能。
同时，我们也可以通过改变泡沫材料的结构来提高其隔热性能，例如增加气泡的分布密度或者改变气泡的大小等。
吸能性能的研究对于泡沫材料的安全应用非常重要。
我们可以通过冲击试验来评估泡沫材料的吸能性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工学硕士学位论文复合泡沫金属材料缓冲吸能性能研究丁佰锁哈尔滨工业大学2006年6月国内图书分类号：O347.3国际图书分类号：531.6.61工学硕士学位论文复合泡沫金属材料缓冲吸能性能研究硕士 研究生：丁佰锁导师：孙毅教授申 请 学 位：工学硕士学科、专业：固体力学所在单位：航天学院航天科学与力学系答辩日期：2006年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index: O347.3U.D.C: 531.6.61Dissertation for the Master Degree in EngineeringENERGY ABSORPTION PROPERTY OF COMPOSITE METALLIC FOAMSCandidate:Ding Bai SuoSupervisor:Prof. Sun YiAcademic Degree Applied for: Master of Engineering Specialty:Solid MechanicsAffiliation: Dep. Of Astronautics and Mechanics Date of Defence:July, 2006Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在很多工程应用中，为了防止冲击与振动所造成的破坏，常常使用吸能材料作为防护层，在众多的吸能材料中，泡沫材料作为一种具有优越缓冲吸能性能的材料，得到了越来越广泛的关注。
本文利用挤压铸造法制备了一种新型的复合泡沫金属材料，该材料由空心微珠填充铝合金基体而成，它是一种应用前景非常广阔的吸能与冲击防护材料。
本文采用理论分析、数值仿真与实验的方法对复合泡沫金属的静动态力学响应与吸能性能进行了相应的研究。
对多种不同玻璃微珠含量，不同基体合金和热处理方式的复合泡沫金属进行了准静态压缩试验和落锤式冲击试验，获得了材料的压缩杨氏模量和屈服强度等数据，得到了压缩应力应变曲线，计算了相应的吸能能力与理想吸能效率，探讨了不同因素对复合材料压缩力学响应与吸能特性的影响规律。
描述了复合泡沫金属材料的吸能机制。
根据刚度等效原则，将复合材料圆柱试样的轴向冲击破坏过程简化为等效均质圆柱的一维碰撞问题，应用一维应力波传播的理论描述了复合材料圆柱试样受轴向冲击的破坏过程，推倒了在冲击过程中材料吸收的冲击动能。
观察了不同复合泡沫金属材料试样的宏观破坏形貌，同时借助扫描电境，对不同复合材料准静态压缩与轴向冲击破坏后试件的切片进行了微观分析，探讨了材料的宏观与细观破坏机制。
最后，利用通用有限元软件ANSYS，对复合材料静态压缩试验进行了数值模拟，利用胞元法思想建立了复合泡沫金属材料的微观结构模型，得到了材料在静态位移载荷和静态压力载荷作用下的变形与应力分布规律，进一步探讨了材料的微观损伤机理。
本文的研究工作为复合泡沫材料失效形式的判断与行优化设计提供了相应的依据。
关键词复合泡沫金属；缓冲吸能；有限元方法；压缩；冲击，- I -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIn many engineering applications, in order to prevent the damage caused by impact and vibration, often use energy absorbing material as a protective layer. In a large number of materials to use, foam can use as a buffer with superior performance materials, has won increasingly widespread concern. In this paper, we use squeeze casting method for a new legal system composite metallic foams, the materials from hollow sphere filled aluminum alloy matrix composite based, it is a very broad prospects for application to the energy absorbing and impact protective material.We use theoretical analysis, numerical simulation and experimental methods studied composite metallic foams static and dynamic mechanics response, but also to study the performance of energy absorbing.Quasi-static compression tests and a drop hammer-impact tests were made to different composite metallic foams with different content of hollow sphere, different matrix alloy and heat treatment, received Yang’s module volume and yield strength, got stress-stain response curve, calculated the ability and ideal efficiency of energy absorbing, discussed the effect low of different factors on composite material’s mechanics response and energy absorbing capacity. Describe the energy absorbing mechanism of composite metallic foams. According to the principle of rigidity equivalent to the composite materials columns specimen must simplify the process of impact damage to the one-dimensional equivalent uniform columns collisions, applicated one-dimensional stress wave propagation theory to describe the destruction process of composite materials columns specimen.Observed different specimen’s macroeconomic damage externalities, at the same time relying on the scanning electronic microscope, explored the macroscopical and microcosmic destruction mechanism.Using general FEM software ANSYS, conducted numerical simulation of composite materials static compression tests, established micro-structural composite materials models, received the deformation and stress distribution of materials in static pressure load and the static displacement load.- II -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文This research forms for the composite foam judgment lapse with the corresponding provided the basis for design optimization.Keywords composite metallic foams ，energy absorbing，finite element method，compress，impact- III -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 泡沫金属的主要性能特征 (2)1.2.1 压缩力学性能与吸能性能 (2)1.2.2 阻尼性能 (4)1.2.3 吸声性能 (4)1.2.4 电磁屏蔽性能 (5)1.2.5 其他性能 (5)1.3 泡沫金属的应用范围 (5)1.3.1 超轻结构材料 (5)1.3.2 吸能与冲击防护材料 (6)1.3.3 阻尼及消声材料 (7)1.4 微球复合泡沫材料简介 (7)1.5 本章小结 (9)第2章复合泡沫金属准静态压缩吸能实验 (10)2.1 引言 (10)2.2 复合泡沫金属的准静态压缩试验 (10)2.2.1 试样参数 (10)2.2.2 实验装置与原理 (11)2.3 复合泡沫金属的压缩应力应变响应特征 (12)2.3.1 实验结果 (12)2.3.2 空心微珠粒径对复合泡沫金属应力-应变曲线的影响 (13)2.3.3 基体合金对复合泡沫金属应力应变曲线的影响 (14)2.3.4 热处理状态对复合泡沫金属应力-应变曲线的影响 (15)2.4 复合泡沫金属准静态下的宏微观变形特征 (16)2.5 复合泡沫金属压缩吸能性能 (19)2.5.1 吸能性能常用评估方法 (19)- IV -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文2.5.2 复合泡沫材料的吸能性能 (20)2.5.3 复合泡沫金属的准静态压缩吸能机理 (21)2.6 本章小结 (22)第3章复合泡沫金属轴向冲击实验 (23)3.1 引言 (23)3.2 落锤式冲击实验 (23)3.2.1 落锤式冲击实验装置与原理 (24)3.2.2 试样参数 (26)3.3 复合泡沫金属冲击应力-应变特征 (26)3.3.1 基体合金对复合泡沫金属冲击应力应变曲线的影响 (26)3.3.2 空心微珠粒径对复合泡沫金属冲击应力应变曲线的影响 (28)3.4 复合泡沫金属动态冲击下的宏微观变形特征 (29)3.5 基于应力波理论的冲击破坏模型 (31)3.5.1 刚性重物与等效圆柱的碰撞 (31)3.5.2 渐进破坏过程描述 (34)3.6 复合泡沫金属冲击吸能特性 (36)3.6.1 吸能能力及其影响因素 (36)3.6.2 冲击与准静态吸能特性比较 (36)3.7 本章小结 (37)第4章复合泡沫金属轴压力学行为的有限元模拟 (38)4.1 引言 (38)4.2 有限单元法与有关变分原理 (39)4.2.1 有限单元法的基本思想 (39)4.2.2 几个常用的变分原理 (39)4.3 模型的建立 (42)4.4 计算结果与讨论 (43)4.4.1 静态压力加载 (43)4.4.2 静态位移加载 (46)4.5 本章小结 (47)结论 (48)参考文献 (50)攻读学位期间发表的学术论文 (54)哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 (55)- V -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书 (55)哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理 (55)致谢 (56)- VI -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1引言自然界中存在大量的多孔材料，如蜂窝，海绵，软木，珊瑚等，它们以其优异的力学性能和多种应用功能引起许多力学家、材料学家和工程师的广泛兴趣和不懈的探索研究[1-3]。