作為近20多年來快速發(fā)展的先進(jìn)制造技術(shù)，金屬增材制造技術(shù)能夠快速、直接制造形狀復(fù)雜的零件，在航空航天、國(guó)防軍事等關(guān)鍵裝備上得到越來越多的應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中，這些增材制造的零部件經(jīng)常承受高速?zèng)_擊載荷作用，因此其動(dòng)態(tài)承載能力及破壞失效特征是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，也給增材制造技術(shù)及其產(chǎn)品在國(guó)防軍事、武器裝備等領(lǐng)域的應(yīng)用帶來巨大挑戰(zhàn)。

近日，寧波大學(xué)沖擊與安全工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合華南理工大學(xué)、中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所和德國(guó)萊布尼茲固態(tài)與材料研究所等單位的學(xué)者，在沖擊動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域頂刊《International Journal of Impact Engineering》上發(fā)表題為“Impact behaviors of additively manufactured metals and structures: A review”的綜述文章，全文包含7個(gè)章節(jié)，近3萬字、40幅圖，230余文獻(xiàn)。寧波大學(xué)劉洋副教授為第一作者、王永剛教授為通訊作者。

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https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2024.104992

本文對(duì)增材制造金屬材料（如鈦合金、鋁合金、鋼和鎳基合金等）及點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)在沖擊載荷下的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為和變形機(jī)理進(jìn)行了最新的專題綜述，討論了加載應(yīng)變率、加載溫度、成型方向、后處理等因素的影響。全面回顧了增材制造金屬材料在沖擊載荷下、微觀和宏觀變形行為，包括絕熱剪切、絕熱溫升、晶粒變形和細(xì)化、沖擊相變等的特征，以及材料內(nèi)部孔洞和增材制造獨(dú)有的魚鱗狀熔池界面等缺陷對(duì)抗沖擊性能的影響。還討論了本領(lǐng)域的研究空白和未來發(fā)展趨勢(shì)的觀點(diǎn)。本文旨在為研究者們提供關(guān)于增材制造金屬材料和結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)承載性能的最新信息，這可以幫助讀者了解其與傳統(tǒng)金屬材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與不足，其結(jié)論有助于飛行器或武器裝備的可靠性和安全性設(shè)計(jì)，從而促進(jìn)激光增材制造技術(shù)和產(chǎn)品在航空航天、國(guó)防軍事領(lǐng)域上的應(yīng)用。

圖1沖擊載荷范疇

圖2 增材制造金屬材料強(qiáng)度與應(yīng)變率的關(guān)系

圖3沖擊載荷下梯度點(diǎn)陣的力學(xué)響應(yīng)

圖4沖擊載荷下雙相鋼中馬氏體和鐵素體的相變及沖擊應(yīng)力分布

圖5沖擊載荷下增材制造鋁合金的裂紋沿熔池邊界的擴(kuò)展形態(tài)