本文利用爆炸膨脹環(huán)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及電磁膨脹環(huán)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),采用激光干涉測(cè)速技術(shù)（Doppler pins system,DPS）、高速攝影（High speed camera）、樣品微觀表征（Scanning Electron Microscope）等技術(shù),開(kāi)展了7075A1環(huán)、無(wú)氧銅（TU1）環(huán)及柱殼膨脹斷裂實(shí)驗(yàn)研究。為了準(zhǔn)確描述金屬環(huán)、金屬柱殼膨脹斷裂過(guò)程所經(jīng)歷的均勻膨脹階段,失穩(wěn)階段以及斷裂階段的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為,依次研究了初始加載過(guò)程對(duì)材料塑形變形行為的影響,應(yīng)變率相關(guān)的失穩(wěn)現(xiàn)象以及后期的斷裂模式轉(zhuǎn)變及破碎特征。主要工作及結(jié)論如下:1.高應(yīng)變率加載下金屬環(huán)與柱殼的塑性變形行為研究a)發(fā)展了一種考慮沖擊階段變形不均勻性的新方法,可以更準(zhǔn)確的獲得材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系;b)提出了一種獲得恒定應(yīng)變率本構(gòu)關(guān)系的方法,獲得了20#鋼材料在應(yīng)變率3.0 ×103 S-1-5.5 × 103 s-1之間的恒定應(yīng)變率本構(gòu),為動(dòng)態(tài)拉伸本構(gòu)關(guān)系的推廣應(yīng)用探索了一種新思路。2.膨脹環(huán)高應(yīng)變率塑性失穩(wěn)特征研究a)研究了材料應(yīng)變率相關(guān)本構(gòu)以及加載歷史對(duì)膨脹環(huán)臨界失穩(wěn)應(yīng)變的影響規(guī)律;b)發(fā)展了一種獲得不同加載應(yīng)變率下臨界... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)工程物理研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：130 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２：?—維環(huán)中Ｍｏｔｔ卸載波傳播示意圖，卸載區(qū)恢復(fù)至自然狀態(tài)，保留動(dòng)力學(xué)過(guò)程帶來(lái)的塑性變形，??未被卸載區(qū)處于持續(xù)拉伸狀態(tài)，在一定條件下會(huì)出現(xiàn)次一級(jí)的頸縮及斷裂現(xiàn)象Ｗ??＿１２

通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)與理論研宄我們可以看出，金屬殼體在內(nèi)裝炸藥爆轟加載下的膨脹??斷裂，在特定的應(yīng)變率加載下，會(huì)存在層裂、拉伸斷裂、剪切斷裂等斷裂模式的耦合與競(jìng)??爭(zhēng)，如圖１．３所示。隨著應(yīng)變率的增加，樣品的斷裂模式將呈現(xiàn)由拉伸斷裂—拉剪混合斷??裂４剪切斷裂的過(guò)渡Ｗ，同時(shí)層裂現(xiàn)象是否出現(xiàn)與炸藥幾何尺寸，結(jié)構(gòu)內(nèi)是否存在內(nèi)襯??等因素密切相關(guān)在較寬應(yīng)變率范圍內(nèi)，殼體不同斷裂模式之間的耦合與競(jìng)爭(zhēng)不可避??免，因此精密診斷殼體膨脹斷裂過(guò)程，確定合適的描述物理量，對(duì)理解殼體的膨脹斷裂??至關(guān)重要。??７??

１．３存在的問(wèn)題??環(huán)、柱殼在外載作用下的膨脹斷裂過(guò)程先后將經(jīng)歷加載階段、均勻膨脹階段、局域??失穩(wěn)階段、Ｍｏｔｔ波傳播階段、斷裂破碎等階段，如圖１．４所示。??為了理解上述幾個(gè)階段演化過(guò)程中材料與結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)，需要研究材料的動(dòng)??態(tài)本構(gòu)、材料與結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)特性以及不同應(yīng)變率加載下的斷裂、碎裂特性。理論與實(shí)??驗(yàn)的發(fā)展，為理解此類(lèi)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的斷裂現(xiàn)象提供了有效的手段。然而目前仍然有一些??９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高應(yīng)變率加載下金屬柱殼斷裂的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 任國(guó)武,郭昭亮,湯鐵鋼,蘇紅梅,溫上捷,金山.  兵工學(xué)報(bào). 2016(01)
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博士論文
[1]內(nèi)爆與外爆加載下殼體的力學(xué)狀態(tài)及破壞模式分析[D]. 黃西成.中國(guó)工程物理研究院 2010
[2]電磁加載下金屬膨脹環(huán)的動(dòng)態(tài)斷裂與碎裂研究[D]. 桂毓林.中國(guó)工程物理研究院 2007
[3]金屬塑性與超塑性拉伸失穩(wěn)及其力學(xué)解析[D]. 索忠林.吉林大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3466169