沖擊加載下金屬材料的塑性變形是物理學(xué)、力學(xué)與材料學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域共同關(guān)注的基礎(chǔ)科學(xué)問題,相關(guān)研究在航天航空、汽車工業(yè)以及武器研制等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。從根源上來看,材料的塑性變形是微介觀尺度位錯等缺陷被外加載荷激活并隨時空演化的結(jié)果。沖擊加載下材料的塑性變形是一個超快動力學(xué)過程,變形過程不僅涉及位錯等缺陷的大量生成與演化,還涉及應(yīng)力的急劇增加與松弛。要深入認(rèn)識這樣一個超快動力學(xué)過程,需要與之匹配的高時空分辨診斷技術(shù)。而受限于微介觀動態(tài)原位診斷測試技術(shù)的不足,目前還無法對高應(yīng)變率條件下位錯演化行為進行動態(tài)原位觀測。當(dāng)前,以激光干涉技術(shù)所獲取的樣品界面宏觀速度波剖面仍是高應(yīng)變率條件下材料動態(tài)響應(yīng)特性研究中最為重要的實驗基礎(chǔ)。宏觀速度波剖面集中反映了沖擊波傳播過程中多種機制作用下缺陷演化的綜合效應(yīng)。通過對不同加載條件下典型波結(jié)構(gòu)特征進行分析,結(jié)合理論建模,即可一定程度上獲得宏觀變形特征底層機理的認(rèn)識。從晶體學(xué)出發(fā)建立的晶體塑性模型能夠有效將微介觀變形機理與材料宏觀力學(xué)響應(yīng)關(guān)聯(lián)起來。在應(yīng)用晶體塑性模型定量描述宏觀變形特征的基礎(chǔ)上,則可進一步深入認(rèn)識宏觀變形特征的物理本質(zhì)。因此,動態(tài)晶體塑性模...

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１典型沖擊波結(jié)構(gòu)??

??例如位錯高速運動與急劇生成等。樣品界面宏觀速度波剖面的演化特征集中反映??了沖擊波傳播過程中多種機制作用下缺陷演化的綜合效應(yīng)。??１．２．１沖擊加載下宏觀波結(jié)構(gòu)特征??沖擊加載下，隨時間快速變化的載荷以沖擊波的形式在材料中傳播并與缺陷??相互作用。如果不考慮沖擊相變，材料中的....

圖１．３彈性前驅(qū)衰減現(xiàn)象［１９１??對材料動態(tài)變形的應(yīng)變率相關(guān)性研究表明［２１＝４］，不同應(yīng)變率區(qū)間內(nèi)主導(dǎo)塑性??

?沖擊下典型金屬動態(tài)響應(yīng)特性晶體塑性模型研宄???將由一維彈性向三維塑性轉(zhuǎn)變，如圖１．２所示［１７］。彈性前驅(qū)波作用下，材料將首??先發(fā)生一維彈性變形至Ｈｕｇｏｎｉｏｔ彈性極限，如圖１．１中“Ｈｕｇｏｎｉｏｔ彈性極限”以??及圖１．２中“１－ＤＥｌａｓｔｉｃ”區(qū)域所示。在大多數(shù)單....

圖１．５卸載與再加載實驗波剖面示意圖??“準(zhǔn)彈性”現(xiàn)象反映了沖擊波作用后期材料塑性變形的典型特征

?沖擊下典型金屬動態(tài)響應(yīng)特性晶體塑性模型研究???１６?ｒ?ＲＳ２０－３??１．４??１２．——＾??？?Ｘ?ＲＳ２０－４??卜?＾Ｔ??Ｉ０８????１０６??．?＾￡１?ＲＳ２０－２??０?２?■?ｆ?■??Ｊ?ＲＬ２０－２??０．０?￣??????????１??０．０?０．....

圖１．６晶體塑性有限元模擬示意圖［６］??

?沖擊下典型金屬動態(tài)響應(yīng)特性晶體塑性模型研宄???從而形成了較為完整的理論描述晶體中的塑性滑移。??？雜模量??邊界條件?＾??＇－一ｉ?塑性動力學(xué)：??網(wǎng)格位錯，李晶??積分點??晶向??多相，（輸人：晶向，曝??相分布，界面??圖１．６晶體塑性有限元模擬示意圖［６］??隨著晶....

本文編號：4019979