泡沫铝是一种新型多孔金属材料,由于其重量轻、吸音、电磁屏蔽和抗冲击性良好等特性,它在汽车、航空航天、建筑和航运等各种行业中有着广泛的应用。然而,由于其独特的蜂窝胞孔结构,泡沫铝在刚度方面存在不足。因此在实际应用中,往往需要在泡沫铝的上表面和下表面添加金属面板形成泡沫铝夹芯板结构以提高其刚度。泡沫铝夹芯板又称三明治夹心结构,其独特的结构使其不仅具有多孔结构的优良特性,而且上下金属面板让该结构具有良好的刚性和强度。但由于上下金属面板与泡沫铝芯是通过物理或化学的手段连接成一体,这种方法制备而成的泡沫铝夹层板会随着使用环境恶化和年限的增加,容易造成金属面板与泡沫铝芯松弛甚至脱落等现象。因此有学者提出通过轧制手段使泡沫铝芯的上下表面形成良好密实层,从而形成泡沫铝三明治结构,然而泡沫铝孔隙结构的存在使得其在轧制过程中容易产生裂纹等问题,因此研究泡沫铝轧制性能十分必要。本文在前人建立的模型基础上通过计算机数值仿真模拟手段提出了三维泡沫铝仿真模型建模方法,提供了与实际泡沫铝更接近的三维几何模型;并研究了在轧制过程中轧制工艺参数等变量对泡沫铝材料的等效应力、等效应变和裂纹萌生趋势等性能的影响。本文具体工作内容如下:通过MATLAB编程设计了GUI用户界面,在该界面调整模型的尺寸、孔隙率、孔径范围以及最小壁厚。在设定的虚拟长方体模型中生成随机分布球体,将该代码导入ANSYS中生成随机分布实心球体模型,再将ANSYS生成的三维随机实心球体模型导入到RHINO软件,此时的模型由随机球体组合而成的,对该组合体进行并集运算使之成为一个集合,然后在RHINO软件中将虚拟长方体实体化,将所得代码导入UG建模软件,此时存在两个集合体分别是:三维随机分布实心球体模型和长方体实心模型,在UG中通过布尔运算的功能使得长方实体中随机分布实心球消除后便生成了随机三维球体泡沫铝模型。利用有限元软件DEFORM,通过理论分析和有限元轧制模拟,分析了均匀球体三维泡沫铝模型和随机球体三维泡沫铝模型的轧制性能。研究不同的压下量、轧制道次、轧制速度和轧制温度等变量对泡沫铝轧制性能的影响,分析泡沫铝轧制过程中轧制力的大小、等效应变、最大等效应力和损伤因子分布状况。结果表明,泡沫铝在轧制过程中在边缘部位的损伤因子和等效应力要比中部大;轧制温度的升高有利于减小泡沫铝缺陷的产生;与均匀球分布模型相比,随机三维球体泡沫铝模型损伤因子的分布情况更接近真实泡沫铝样品。