基于CT的泡沫铝三维细观模型重建及应用

作     者：李侯贞强 张亚栋 张锦华 姜春琳 LI Houzhenqiang;ZHANG Yadong;ZHANG Jinhua;JIANG Chunlin

作者机构：中国人民解放军陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 太原卫星发射中心太原036304 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2018年第44卷第1期

页      面：160-168页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2014YFC0305200) 国家自然科学基金(51478464 51678566) 国家重大科学仪器设备开发专项(2014YQ24044509)~~ 

主　　题：闭孔泡沫铝 CT图像 细观模型 重建 数值模拟 

摘      要：为了建立更加真实的闭孔泡沫铝三维细观分析模型,提出了一种基于计算机层析成像(CT)的有限元模型构建新方法。首先,对CT扫描得到的泡沫铝试件的扫描图像进行Otsu算法分析,确定了区分基体材料和空气的灰度最佳阈值。其次,基于映射网格思想直接从扫描图像生成了试件的有限元分析模型,实现了泡沫金属三维细观分析模型的重建。最后,以此为基础进行了泡沫铝试件准静态压缩和动态冲击试验的数值模拟,结果表明,准静态压缩下泡沫铝的内部变形随机分布于整个试件,且与其三维结构密切相关;而动态冲击下变形在冲击端附近首先发生,体现出显著的局部化效应。本文方法能真实地描述泡沫金属内部的细观结构,实现了对泡沫铝试件在准静态压缩和动态冲击作用下的受力、变形与破坏过程更加详细的模拟分析。