材料缺陷对泡沫铝准静态压缩力学性能的影响

作者：池佳豪; 陈震^*

来源：船舶与海洋工程, 2022, 38(02): 48-53.

DOI：10.14056/j.cnki.naoe.2022.02.011

• 泡沫铝
• 二维Voronoi模型
• 有限元
• 材料缺陷
• 压缩力学性能

为揭示材料缺陷(包括局部大孔、孔壁缺失和波纹孔壁)在泡沫铝准静态压缩过程中的作用机理，研究材料缺陷对泡沫铝屈服应力和平台应力(10%～30%压缩应变区间的平均应力)的影响，基于二维随机Voronoi模型建立含缺陷泡沫铝的二维有限元模型，采用非线性有限元法模拟泡沫铝准静态压缩过程，通过将模拟结果与泡沫铝准静态压缩试验结果相对比，验证该数值方法的可靠性。研究结果表明：材料缺陷导致泡沫铝屈服应力和平台应力减小，局部大孔和孔壁缺失缺陷造成的应力降幅较大，波纹孔壁缺陷造成的应力降幅较小；材料缺陷造成的应力降幅与泡沫铝孔隙率有关，局部大孔和孔壁缺失缺陷造成的应力降幅受孔隙率的影响较大。材料缺陷是影响泡沫铝准静态压缩力学性能的重要因素，由其造成的泡沫铝屈服应力和平台应力的降幅受孔隙率的影响，在含泡沫铝材料的结构设计中应予以关注。

• 单位
  海洋工程国家重点实验室; 上海交通大学