题目：泡沫塑料拉、压力学性能研究及数值模拟

泡沫塑料是一种人造多胞、高分子结构材料，它不仅具有较好的力学性能，也有较好的绝热、绝缘、隔音和抗化学腐蚀性能，因而受到工程界的普遍重视。在很多情况下，泡沫塑料会受到拉、压载荷作用，因此，研究其拉、压力学性能具有重要的意义。本文从数值模拟、理论分析和实验研究三个方面进行研究，重点探讨了胞体结构和力学行为的各向异性问题和不同填充物对泡沫塑料胞体结构和压缩力学性能的影响问题。 首先，基于Voronoi运算，建立了各向异性随机泡沫模型，利用有限元方法对弹性开孔泡沫材料的拉、压大变形行为进行模拟，得到了其弹性坍塌强度和无量纲应力-应变曲线，分析了随机度、各向异性比和相对密度对开孔泡沫材料力学行为的影响；之后，对规则的Kelvin模型加以变形，建立了各向异性开孔泡沫材料的理论分析模型，通过对支柱变形的分析，得到了杨氏模量、泊松比及拉伸应力-应变关系的解析结果，讨论了各向异性比和相对密度对力学性能的影响；再之后，为考察不同填充物对泡沫塑料微观结构和力学性能的影响，对部分填充聚氨酯泡沫塑料的微结构参数（包括胞体尺寸、孔隙度、数密度等）进行了测量分析，并对其进行压缩实验和部分试件断口的SEM分析，得到了12种填充聚氨酯泡沫塑料的杨氏模量、屈服强度和应力-应变曲线，讨论了泡沫塑料的破坏机制。最后，应用BP神经网络方法，建立了全量型和增量型的神经网络本构，对微孔聚碳酸酯泡沫塑料的拉伸本构关系进行了模拟和预测。