本项目将开展泡沫金属在多轴复杂载荷下的本构行为实验研究;利用细观力学模型模拟实验中观察到的本构特性,并对泡沫金属的细观结构进行优化,以指导材料设计;最终建立能正确描述泡沫金属的复杂变形的宏观唯象本构模型,并应用到有限元中去。所得结果,将有利于加速泡沫金属在工程应用中的实现。
本项目建立了研究泡沫金属材料弹性、粘弹性、弹塑性行为的Voronoi超级单元胞细观力学模型,在此基础上研究了Voronoi通孔泡沫材料的在多轴加载作用下的宏观非线性弹性、弹塑性以及蠕变等本构行为,并提出了一个泡沫金属材料的宏观唯象弹塑性本构模型。研究结果表明,模型预测的宏观弹性屈曲面形状与试验结果相一致,所提出的宏观弹塑性本构模型与模型预测结果吻合较好。项目就利用压痕试验法测量泡沫金属材料的宏观弹塑性材料参数进行了系统数值研究,提出了利用压痕试验提取泡沫金属材料参数的基本方法。项目还就多孔材料微结构优化进行了探讨。