泡沫金属具有优异的力学和热学性能，广泛应用于航空航天等领域。从构件的强度、吸能和维护等方面综合考虑，泡沫金属通常要与传统的致密金属组成复合结构才能实现最佳力学性能，多数情况下是作为夹芯结构的芯层材料。目前，对泡沫金属夹芯结构的力学性能的研究主要集中在常温条件下，而对其高温力学性能的研究还比较匮乏。泡沫金属具有作为空间飞行器中轻质承载吸能结构构件的潜在应用背景和越来越广泛的应用需求。因此，深入研究泡沫金属夹芯结构在高温下的力学性能以及热力耦合效应变得十分迫切。 本项目以实验研究为主，结合理论分析和数值计算系统研究了在不同温度环境下泡沫金属夹芯结构的力学行为。研究内容包括：（1）梯度温度场中泡沫金属材料牺牲层的抗冲击分析；（2）不同温度下泡沫金属夹芯梁的压入和三点弯曲力学行为；（3）不同温度下泡沫金属夹芯板的压入和侵彻力学行为；（4）基于多层结构的泡沫金属夹芯板多功能设计。主要讨论了不同温度条件下泡沫金属夹芯结构的变形/失效模式、承载和能量吸收性能，取得的主要成果如下： 实验研究了泡沫金属夹芯梁在不同温度下的压入和三点弯曲变形/失效行为和承载吸能性能，探讨了一些主要参数对夹芯梁结构响应的影响。将夹芯梁结构的失效模式图扩展到高温情况下，得到了泡沫铝夹芯梁的初始失效模式图随温度的变化趋势。 通过夹芯板在不同温度下的准静态和低速冲击实验和压入实验，研究了温度对泡沫金属夹芯板结构的变形/失效模式、承载和能量吸收性能的影响，探讨了夹芯板结构在高温下的动态力学性能和静态力学性能之间差异。 从夹芯结构承载、吸能与隔热等多功能综合考虑出发，通过添加高效轻质的隔热层氧化铝纤维板发展了多种多层复合结构拓扑构型，并通过隔热性能和承载吸能性能的比较进行了优选。通过准静态压入实验研究了传统夹芯板和优选的多层夹芯板结构在不同温度下的压入力学性能，得到了两种夹芯板结构的承载和吸能性能随温度的变化关系。 2100433B