泡沫金属作为一种应用广泛的新型多功能材料,具有质轻、比强度高、比刚度大、吸声、减震吸能等优良性能,在航空航天、建筑、交通运输等方面有着广阔的应用前景。泡沫金属在工程应用时往往承受多轴加载工况,发生破坏断裂行为。然而,多轴条件下泡沫金属的细观结构参数对其破坏面表征和破坏机理研究尚属空白。针对该科学问题,本文开展双轴等比例加载数值模拟仿真实验,研究尺寸不规则度连续梯度分布的各向异性模型的破坏行为,定量研究尺寸不规则度梯度参数对其破坏面的影响。具体包括:(1)建立尺寸不规则度连续梯度变化的泡沫金属有限元模型并验证其合理性。发展尺寸不规则度参数连续梯度变化的3D Voronoi模型建模方法;分析模型不规则度参数概率统计和空间分布特性;基于单轴试验验证模型的合理性。(2)研究不规则度参数对泡沫金属单轴压缩和单轴拉伸力学性能的影响。单轴压缩力学性能受形状不规则度的概率分布和尺寸不规则度的空间分布参数显著影响,不受尺寸不规则度概率分布影响;因细观结构局部变形显著,单轴拉伸力学性能受形状不规则度概率分布、尺寸不规则度空间分布和概率分布参数的影响;单轴压缩峰值应和平台应力、单轴拉伸屈服应力和拉伸强度均与尺寸不规则度梯度参数呈抛物线函数关系。(3)提出适合多轴加载条件下各向异性泡沫金属的初始破坏判据:各方向的轴向应力、Mises等效应力和静水压应力这几个应力中最早出现峰值特征的时刻。(4)开展双轴加载数值模拟实验,研究尺寸不规则度连续梯度变化的泡沫金属破坏面特性。在应力平面内表征破坏面,包含梯度方向的原始破坏面比不包含梯度的破坏面小,说明梯度结构更容易破坏;采用各个轴单轴加载破坏强度的差异和破坏面的拉伸压缩不对称性,提出采用对应轴的单轴拉伸和压缩破坏应力双参数归一化的方法,发现归一化后的破坏面不受各向异性和梯度参数的影响,且近似椭圆形。在应变平面内,研究了梯度参数对破坏面特性的影响。本文的研究有助于泡沫金属及其复合结构的优化设计。