金属-气体共晶定向凝固技术可以制备出一种气孔呈圆柱状定向分布于金属基体中的规则多孔金属。这种规则多孔金属不仅具有传统多孔金属密度低、高刚度、减震吸音等性能特点,还具有传统多孔金属所不具备的性能优势,如小的应力集中、各向异性等,因而引起了学界的广泛关注。对于规则多孔金属的力学性能,学界建立了很多模型进行研究,但这些模型都太理想化,会带来很大的误差。有鉴于此,本文以金属-气体共晶定向凝固技术制备的规则多孔铜的力学性能为研究对像,采用逆向工程技术重构出规则多孔铜的三维形貌,并将三维形貌转化为有限元模型进行仿真。探讨了气孔形貌、气孔分布和加载方向对规则多孔铜力学性能的影响,并将仿真结果与理想模型仿真数据和实验数据进行了对比,增强说服力。研究表明:逆向重构模型仿真数据比理想模型仿真数据更吻合真实情况。对于拉伸仿真,在颈缩发生之前和相同应变的情况下,逆向模型所预测的应力值与实验数据几乎相等,而理想模型所预测的应力值比实验数据小了10%。对于压缩仿真,逆向重构模型压缩应力-应变曲线与实验数据吻合良好,而理想模型压缩应力-应变曲线在应变达到0.25后误差急剧增大。不同的气孔形貌对规则多孔铜力学性能的影响不同。当加载方向与气孔轴向平行时,除了气孔合并完成处,气孔稳定部分与非稳定部分的交界处,气孔凸起,相邻气孔之间的部位易产生应力集中外,气孔其他部分都不易产生应力集中;这说明当加载方向与气孔轴向平行时,气孔周围不易产生应力集中。当加载方向与气孔轴向垂直时,研究表明整个气孔周围都易产生应力集中。气孔的分布会影响规则多孔铜的力学性能。加载时,气孔密集的部位应力集中最明显,最先产生结构的破坏。加载方向不同会导致应力分布状态不同,应力分布状态不同会导致塑性变形方式不同,从而使规则多孔铜力学性能呈现各向异性。当加载方向与气孔轴向夹角为0°时,气孔周围并不会产生明显的应力集中,应力分布均匀,其拉伸破坏方式为颈缩,其压缩破坏方式为气孔孔壁膨胀。当加载方向与气孔轴向夹角为45°,气孔周围产生了明显的应力集中,气孔周围应力集中区的走向与加载方向的夹角为45°,其拉伸破坏方式为倾斜拉断,其压缩破坏方式为气孔塑性弯曲并伴有倾斜变形。当加载方向与气孔轴向夹角为90°,气孔周围应力集中最明显,气孔周围应力集中区的走向与加载方向垂直,其拉伸破坏方式为直接拉断,其压缩破坏方式为直接压塌。