多孔陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高硬度、高强度等良好的性能,在热阻件、膜分离、仿真骨骼、固体氧化燃料/电解电池等领域得到广泛的应用。多孔陶瓷的力学性质与其微观结构密切相关。深入认识和准确预测多孔陶瓷宏观力学响应特性与其微观结构之间的联系,对于指导多孔陶瓷的设计以及其安全应用具有重要的理论和应用价值。有鉴于此,本论文工作基于离散单元法数值模拟,从组成多孔陶瓷的基本单元—晶粒—尺度出发,模拟研究了多孔陶瓷的宏/微观力学响应特性。论文的第二章首先介绍了离散单元法数值模拟中,修正经典Hertz接触模型的必要性。随后通过考虑多体作用下固体键之间的空间耦合效应,对经典Hertz接触模型进行了修正。基于修正后的接触模型,以部分烧结三氧化二铝陶瓷材料为模拟对象,预测了其宏观杨氏模量和断裂强度随孔洞体积分率的变化,并通过与文献中相关实验数据的对比,验证了模拟结果的定量准确性。论文的第三章考察了单孔和两孔情况下陶瓷材料的力学响应特性。单孔条件下的模拟结果表明,孔洞的形状对材料的力学响应特性包括宏观杨氏模量和断裂强度有重要的影响;两孔洞条件下的模拟结果表明,存在一约等于孔洞直径的临界孔洞间距,小于此间距时材料的力学性质与孔洞的间距密切相关;当孔洞之间的方位角位于30o~40o之间时,材料的杨氏模量和断裂强度达到一极小值。论文的第四章考察了含多孔洞陶瓷材料的力学响应特性。模拟结果表明,在有孔洞条件下,导致材料破坏的裂纹总是最先在孔洞附近产生;在所考察的参数方位内,孔洞尺寸对材料杨氏模量的影响近似可忽略,但是其对断裂强度有显著的影响;Weibull统计的分析结果表明,随着空隙率的增大,Weibull模数呈现先急剧减小后保持近似恒定这一变化趋势。分析表明,这种变化趋势主要是因为高孔洞体积分率条件下,很容易发生孔洞间距小于临界间距这一现象,从而使得在相同孔洞尺寸和孔洞体积分率条件下,材料的宏观力学响应特性严重依赖于孔洞的空间分布形式。论文第五章对本研究工作进行了总结,并简要指出了下一步的研究方向。