金屬材料在多次強沖擊加卸載過程中的復雜動力學行為研究在慣性約束核聚變、沖擊防護等領(lǐng)域具有重要的應用價值.多次沖擊加載下,材料內(nèi)部除沖擊波與物質(zhì)相互作用外,還包含首次加載形成的破碎體中顆粒間相互作用,研究三維分布狀態(tài)已知的疏松材料沖擊動態(tài)響應將有助于認識該問題.本研究以典型尺度為微米、亞毫米、毫米,初始狀態(tài)清晰的三種疏松錫為實驗樣品;采用X光照相、激光干涉測速、可見光高速分幅照相等測試技術(shù);實驗觀測了10 GPa量級沖擊波作用下3種疏松錫的動力學響應.結(jié)果顯示,激波過后破碎體不能被完全壓實,表面產(chǎn)生大量遠高于理論自由面速度的噴射物;波后密度、高速噴射物的狀態(tài)與初始疏松態(tài)密切相關(guān).采用SPH方法對實驗結(jié)果進行了數(shù)值模擬分析,揭示了波后材料分布特征及產(chǎn)生高速噴射物的機理.

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【部分圖文】：

圖1實驗裝置及測試系統(tǒng)示意圖

首先對加載系統(tǒng)的做功能力進行標定.采用與前述基本相同的實驗裝置,但不放置樣品,通過PDV探針直接測量炸藥加載后不銹鋼自由面運動速度.圖2給出了PDV探針測速結(jié)果,鋼基板自由面速度在首次起跳時出現(xiàn)振蕩,后續(xù)則較為平穩(wěn).將測速結(jié)果結(jié)合不銹鋼的狀態(tài)參數(shù)代入壓力計算公式:p=ρ0Du,D....

圖2(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)不銹鋼基板自由面速度全息

圖1實驗裝置及測試系統(tǒng)示意圖2.3實驗樣品狀態(tài)

圖3(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)樣品初始狀態(tài)及微介觀狀態(tài)表征.(a)3D打印樣品;(b)亞毫米不規(guī)則錫顆粒堆積樣品;(c)微米錫粉堆積樣品

而PDV測速結(jié)果則定量地反映了上述規(guī)律,可以看到,(a)樣品表面首次起跳速度為2.49km/s,(b)和(c)分別為1.50和1.43km/s.樣品“前界面”速度逐漸降低,隨后趨于穩(wěn)定,達到平衡速度時,有v(a)>v(b)>v(c).圖4(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)三種樣品不同時刻高速攝....

圖4(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)三種樣品不同時刻高速攝影圖像.(a)3D打印樣品;(b)亞毫米不規(guī)則錫顆粒堆積樣品;(c)微米錫粉堆積樣品

圖3(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)樣品初始狀態(tài)及微介觀狀態(tài)表征.(a)3D打印樣品;(b)亞毫米不規(guī)則錫顆粒堆積樣品;(c)微米錫粉堆積樣品圖5X光成像結(jié)果原始圖像.(a)3D打印樣品;(b)亞毫米不規(guī)則錫顆粒堆積樣品;(c)微米錫粉堆積樣品

本文編號：3976285