泡沫材料具有相对密度低、比强度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点,在航空航天、汽车工业和建筑业等领域都有广泛的应用。作为一种优异的新型防护材料,泡沫材料往往会受到冲击载荷的作用。因此研究高速冲击情况下泡沫材料的动态特性是十分重要的,学者也得到了许多相关的研究成果,但在泡沫材料有无应变率效应这一问题上还存在着争议。本文利用路径线法对泡沫材料的冲击特性进行研究,结合有限元模拟和路径线法,详细讨论了路径线法在泡沫材料动态实验过程中遇到的问题,得到了新的分区规律,提高了路径线法实验的精度。认为将速度场分足够多的区域分析既可以保证差分格式的稳定性又可以减小积累误差,比仅按特征拐点分区的精度高。速度场分区的规律是要结合质点速度相速度大小和速度场曲线的特征两者综合考虑,并保证每个分区内速度相速度最小值大于最大值的一半即可;并建立三维随机Voronoi模型来研究泡沫材料的力学性能,结合反撞击有限元模拟和路径线法得到了泡沫材料完整的动态应力-应变曲线,且利用图形更直观地表示了材料点速度-时程曲线和动态应力-应变曲线之间的关系。本文基于路径线法,研究了孔径大小或胞孔壁厚对泡沫材料动态特性的影响,发现应变率在104 s-1~105s-1范围时,泡沫材料胞孔孔径为4mm时比孔径为2mm时的平台应力要大,也就是说泡沫材料具有一定的孔径效应。当泡沫材料孔径为2mm时的应变率比孔径为4mm时的高一个数量级,孔径为4mm时泡沫材料的平台应力更高,说明在此工况下孔径效应相对于应变率效应对泡沫材料的动态特性起着更为重要的作用。利用实体模型和三维随机Voronoi模型来研究泡沫材料的动态特性,由于路径线法消除了惯性效应的影响,研究结果表明相对于准静态条件泡沫材料的平台应力在高应变率条件下更大,其平台应力的增强部分是泡沫材料应变率效应的作用,均表明泡沫材料是一种应变率敏感的材料,在研究其动态特性时必须考虑应变率效应。