作為近20多年來快速發展的先進制造技術，金屬增材制造技術能夠快速、直接制造形狀復雜的零件，在航空航天、國防軍事等關鍵裝備上得到越來越多的應用。在實際應用中，這些增材制造的零部件經常承受高速沖擊載荷作用，因此其動態承載能力及破壞失效特征是人們關注的焦點，也給增材制造技術及其產品在國防軍事、武器裝備等領域的應用帶來巨大挑戰。

近日，寧波大學沖擊與安全工程教育部重點實驗室聯合華南理工大學、中國工程物理研究院流體物理研究所和德國萊布尼茲固態與材料研究所等單位的學者，在沖擊動力學領域頂刊《International Journal of Impact Engineering》上發表題為“Impact behaviors of additively manufactured metals and structures: A review”的綜述文章，全文包含7個章節，近3萬字、40幅圖，230余文獻。寧波大學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

本文對增材制造金屬材料（如鈦合金、鋁合金、鋼和鎳基合金等）及點陣結構在沖擊載荷下的動態力學行為和變形機理進行了最新的專題綜述，討論了加載應變率、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、晶粒變形和細化、沖擊相變等的特征，以及材料內部孔洞和增材制造獨有的魚鱗狀熔池界面等缺陷對抗沖擊性能的影響。還討論了本領域的研究空白和未來發展趨勢的觀點。本文旨在為研究者們提供關于增材制造金屬材料和結構的動態承載性能的最新信息，這可以幫助讀者了解其與傳統金屬材料和結構的優勢與不足，其結論有助于飛行器或武器裝備的可靠性和安全性設計，從而促進激光增材制造技術和產品在航空航天、國防軍事領域上的應用。

圖1沖擊載荷范疇

圖2 增材制造金屬材料強度與應變率的關系

圖3沖擊載荷下梯度點陣的力學響應

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展形態