随着汽车船舶、航空航天以及国防工业的发展,对材料结构性能的要求越来越高,单一组分材料已难以满足社会发展的需要,具有高的比强度、比刚度,优良综合性能的复合材料开始成为新时代的宠儿。铜/铝层状复合材料兼具了铜的高导电、导热性能以及铝的轻质、耐腐蚀和经济性等特点,受到了广泛的研究和应用。本文研究了 T2纯铜和2024铝合金异相金属的爆炸焊接结合工艺,分析了结合界面的微观组织形貌和力学性能。通过室温准静态、动态压缩实验,分别研究了不同结构形式下的力学性能响应特征。并利用ABAQUS有限元软件对铜/铝层合材料的SHPB实验进行了数值模拟研究。本文的主要研究内容如下:(1)通过合适的爆炸焊接工艺参数选择,成功的实现了铜铝的结合。通过显微组织结构的观察可以看出铜/铝结合件界面呈现典型的波状形貌,爆炸复合过程中界面区域出现了明显的中间过渡层。由于过渡层区域脆性金属间化合物的生成,导致其显微硬度明显高于原材料的硬度值。此外,中间熔化层细微裂纹的产生也表现出一定的焊接结合缺陷。(2)采用电子万能试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对层合结构试件进行静态和动态实验研究。实验结果表明压缩方向平行于结合界面的试件结构(并联结构)的极限应力强度、吸能特性等力学性能明显优于压缩方向垂直于结合界面的试件结构(串联结构)。(3)构建简化的层合结构数理分析模型,基于应力波基础理论对两种试件结构内部应力波的传播特性进行分析研究。结果表明并联结构由于波阻抗的错配在固结界面处会产生剪切作用;而串联结构的应力波传播仅发生波的反射-透射效应和扰动的叠加作用。(4)应用ABAQUS软件,建立了 SHPB实验的数值模拟模型。数值模型入射杆与透射杆应变波形时程曲线数据的结果与实验结果基本吻合,说明仿真模型可以精确地描述杆中的波传播细节。通过仿真结果可以看出,串联结构试件内部的存在应力梯度,且在界面处存在应力值突变;并联结构试件两侧材料介质内部应力分布比较均匀,但不同介质材料之间存在应力梯度。