《藕狀多孔金屬變形行為及機制》是依託北京科技大學，由劉新華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：藕狀多孔金屬變形行為及機制
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：劉新華
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以典型藕狀多孔金屬材料的製備為基礎，研究藕狀多孔金屬結構特徵的定量表征新方法，建立與之相符的結構模型、孔隙結構與孔隙率等的定量關係模型。研究典型藕狀多孔金屬分別沿不同方向準靜態和動態（應變速率範圍0.0001～10000/s）壓縮變形的力學行為，全面建立其應力與應變關係。採用控制變形實驗與計算機模擬相結合的方法，研究藕狀多孔金屬分別沿不同方向準靜態和動態壓縮變形時孔隙結構的演變過程、多孔體系中裂紋的形成與擴展過程以及多孔材料損傷和破壞過程，給出相應的過程圖景及微觀機制；研究應變速率、載入方向及結構特徵等對藕狀多孔金屬準靜態和動態力學行為的影響規律，建立典型藕狀多孔金屬沿不同方向壓縮變形時的力學模型及包含孔隙結構、孔隙率、應變速率等因素的本構關係模型。上述研究工作不僅在藕狀多孔材料及其構件的設計具有重要的理論意義，而且對推動藕狀多孔金屬新材料的套用具有重要的實際意義。
結題摘要
藕狀多孔金屬是一種力學性能優異的新型多孔金屬材料，是近年來多孔材料研究的熱點。多孔金屬是吸能結構部件的重要材料，服役過程中會遇到各種複雜載荷的作用，尤其是較高應變速度下的動態衝擊載荷的作用。然而，國內外鮮見有關藕狀金屬動態力學性能方面的報導。針對國內外在藕狀金屬力學性能、變形行為和機制研究的不足，難以滿足實際套用需求的現狀，在青年科學基金的支持下，以典型高塑性和低塑性金屬的藕狀材料為對象，系統研究了不同應變速度、變形方向、孔隙率、孔隙結構（平均孔徑和孔徑分布）等對藕狀金屬力學性能、變形行為和機制、孔隙結構演變及吸能特性的影響，取得的主要研究結果如下：以藕狀多孔銅和鎂為對象，開展了典型藕狀多孔金屬材料的製備基礎研究，弄清了關鍵製備工藝參數對孔隙結構的影響規律並探討了其機制，獲得了孔隙結構均勻的藕狀多孔金屬樣品。對藕狀多孔金屬結構特徵進行了定量表征，建立了與之相符的結構模型、孔隙結構與孔隙率等的定量關係模型。系統地研究了典型藕狀多孔金屬分別沿不同方向準靜態和動態（應變速率範圍0.0001～10000/s）壓縮變形的力學行為，全面建立了其應力與應變關係。採用控制變形實驗的方法，研究了藕狀多孔金屬分別沿不同方向準靜態和動態壓縮變形時孔隙結構的演變過程、多孔體系中裂紋的形成與擴展過程以及多孔材料損傷和破壞過程，給出了相應的過程圖景及微觀機制；研究了應變速率、載入方向及結構特徵等對藕狀多孔金屬準靜態和動態力學行為的影響規律，初步建立了典型藕狀多孔金屬壓縮變形時的力學模型及包含孔隙結構、孔隙率、應變速率等因素的本構關係模型。系統研究了典型藕狀多孔金屬在不同變形條件下的能量吸收特性。上述研究結果不僅在藕狀多孔材料及其構件的設計具有重要的理論意義，而且對推動藕狀多孔金屬新材料的套用具有重要的實際意義。
