泡沫铝填充薄壁管是一种性能优异的多孔材料复合结构,它既有独立承载能力,又有稳定性高、可在极端的环境下服役等突出优点,在工程领域具有巨大的应用潜力。另一方面,由于碳纳米管(CNTs)具有优异的力学、物理和化学性能,所以是铝基复合泡沫材料理想的增强相。近些年,随着航空航天等高科技领域对材料性能要求的不断提高,复合泡沫填充管的制备和性能研究成为热点。本文主要研究内容和结果如下:采用直接填充法制备了泡沫铝填充铝合金管,研究环境温度(25oC~250oC)对填充管的压缩吸能和变形模式的影响。结果表明:同泡沫铝填充6061-O态铝合金管相比,泡沫铝填充6061-T6铝合金管具有更优异的吸能性能,但其吸能性能的温度敏感性也更高。高温使得泡沫铝、铝合金薄壁管和填充管的强度降低。泡沫铝和薄壁管的平均平台载荷共同决定了填充管的变形模式。采用数字图像相关技术研究了泡沫铝直接填充碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)薄壁管的变形过程和失效模式,研究了泡沫铝填芯孔隙率和环境温度对填充薄壁管力学和吸能性能的影响。结果表明:泡沫铝填充CFRP薄壁管的失效模式为纤维层断裂失效;随着泡沫铝孔隙率的增大和服役温度上升,填充管的力学性能呈下降趋势;在150oC时,CFRP薄壁管的树脂基体严重软化,泡沫铝对薄壁管的挤压加剧了树脂基体的分层和碳纤维的脱粘。采用原位填充方法制备复合泡沫铝填充薄壁管,研究制备最佳工艺参数,分析填充管的变形机理和增强机制。结果表明:使用6061-O态铝合金管,在冷压压力400 MPa下,烧结温度为610oC,复合泡沫的CNTs含量为2.5 wt%时所制备填充管的力学和吸能性能最优;填充管中的复合泡沫与薄壁管之间形成了冶金结合,二者存在显著的交互作用,填充管的吸能值提高了46.1%。