文档介绍：第��卷�第��期�稀有金属材料与工程����.��, ��.���
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泡沫材料在多向拉伸载荷作用下的力学模型�
刘培生�
�北京师范大学射线束技术与材料改性教育部重点实验室, 北京��������
摘要: 以各向同性的三维网状高孔率泡沫金属为研究对象,根据其简化结构模型,推导得出该类材料在多向拉伸破�
坏时�个名义主应力与孔率四者之间的数理关系。通过推演得出的有关关系式,还可进一步得出泡沫金属在多向受力�
状态下使用时的强度设计判据。�
关键词:泡沫金属:多孔金属:泡沫材料;多孔材料:多向载荷�
中图法分类号:�������文献标识码:��文章编号: ����—������������—��������
高孔率泡沫金属在工程领域有许多应用【��,故其�态等价问题以及非单向承载时的棱柱受力分析问题等�
力学性能得到人们的广泛研究【�,�,而其中的拉伸性�不足��,�刚。实际泡沫材料的孔隙结构非常复杂,无论�
能尤为突出。由于在实际工程应用中,材料所受载荷�是������和�����的立方体模型,还是������的十�
常常具有多向性,故对泡沫金属多向拉伸性能的研究�四面体模型【�,�’】和作者的八面体模型,都不可能完整�
也就引起有关人员的高度重视��,�,�】。因为任意方向的�而全面地描述多孔材料的实际孔隙状态。任何理论模�
载荷都可以在空间直角坐标系中分解为�个互相垂直�型都是在一定程度上对实际状态的抽象和综合概括,�
方向上的分量,所以多向载荷都可以化为三向载荷来�其目的都是在尽量简化的基础上简捷而方便地表征出�
处理。本文在作者自己对高孔率金属拉伸性能研究工�实际状态的有效特征和性能行为。�
作�,�的基础上,进一步探讨各向同性的高孔率三�
维网状泡沫金属的多向拉伸性能,试图找出该类材料�
在多向拉伸破坏时�个外加名义主应力与孔率四者的�
数理关系。通过该关系式,还可推知对应不同孔率值�
的多孔体所能承受的三向载荷水平,即得到泡沫金属�
在多向受力状态下使用时的强度设计判据。�
��分析模型�
各向同性的均匀结构三维网状泡沫金属,系由金�
属棱柱���筋�和连通性孔隙构成。为简化其拉伸性能�
分析,可将构成多孔体的这些棱柱考虑成规则地按立�
方体对角线方式连接,从而形成大量正交密积的体心�
立方式八面体孔隙单元�参见图���也�,�钔。这些密积�图��各向同性开孔泡沫金属承受三向拉伸载荷时的分析模型�
的单元八面体构成整个多孔泡沫体。由于工艺的圆整�受力图�
性, 多孔体中的金属棱柱在汇合结点处的承载能力一����.�������������������������������������������������������
般大于棱柱体本身,故断裂破坏一般发生在棱柱体上。�����—�����������������
金属棱柱体内部任何位置产生的最大正应力�最大拉�
应力�达到对应密实材质的抗拉强度���大小时,都会�
�数理关系推演�
导致造成多孔体整体破坏的断裂出现。�
本分析模型不会有������—�����模型�】