高強動載下延性金屬的動態(tài)拉伸斷裂（層裂）是材料動態(tài)損傷斷裂的一種典型方式,也是與武器物理過程緊密相關(guān)的重要基礎(chǔ)性問題。延性金屬的層裂是由于在沖擊波作用下,兩束相向運動的稀疏波相互作用產(chǎn)生的拉伸應力脈沖。激活了材料內(nèi)部非均勻的微細觀結(jié)構(gòu),引起了材料內(nèi)部微損傷形核、增長以及聚集,最后形成宏觀斷裂面的物理力學過程。目前,針對延性金屬動態(tài)損傷演化的微損傷形核和增長階段已經(jīng)獲得了較為充分的認識,但是對于損傷演化最關(guān)鍵也是最重要的聚集階段依然缺乏足夠的認知和理解。這是因為,一方面,相對于微損傷的形核和增長,微損傷的聚集是一個迅速發(fā)展的過程,實驗上很難直接觀測;另一方面,微損傷的聚集行為是多尺度強耦合的動力學過程,難以建立微細觀尺度與宏觀斷裂行為之間的關(guān)聯(lián)。本論文在一級輕氣炮上開展了沖擊波加載實驗,通過設(shè)計微損傷聚集的時間相關(guān)性實驗,獲得了微損傷聚集演化的動力學特征,建立了微損傷聚集的高精度量化測試方法,提出了微損傷聚集的鍵逾滲模型,通過數(shù)值模擬研究校驗了模型的適用性,并對微損傷聚集演化特征進行了深入解讀。論文的主要工作和創(chuàng)新點如下:（1）基于微損傷聚集行為的強時間相關(guān)性特征,設(shè)計并開展了可調(diào)控時間... 

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 本論文研究的目的和意義
    1.2 延性金屬動態(tài)拉伸斷裂研究的歷史回顧
    1.3 延性金屬動態(tài)拉伸斷裂的物理力學過程
        1.3.1 微損傷的形核
        1.3.2 微損傷的增長
        1.3.3 微損傷的聚集
    1.4 物理模型概述
    1.5 本論文研究的主要內(nèi)容
        1.5.1 微損傷聚集研究所面臨的問題
        1.5.2 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 微損傷聚集的實驗設(shè)計
    2.1 寬厚比/追趕比條件
    2.2 微損傷聚集的時間相關(guān)性實驗設(shè)計
    2.3 實驗裝置及實驗測量
    2.4 數(shù)據(jù)處理和實驗結(jié)果
        2.4.1 實驗數(shù)據(jù)處理
        2.4.2 層裂強度
        2.4.3 Pullback點之后的自由面速度特性
    2.5 本章小結(jié)
第三章 微損傷聚集特性的統(tǒng)計分析
    3.1 回收樣品的微損傷測試
        3.1.1 截面輪廓測試原理
        3.1.2 回收樣品制備及測試
    3.2 損傷量化及適用性檢驗
    3.3 微損傷的空間不連續(xù)性
        3.3.1 形核與增長的早期不連續(xù)性
        3.3.2 微損傷聚集的后期不連續(xù)性
    3.4 微損傷聚集的分布及尺寸特性
    3.5 微損傷聚集的形狀演化規(guī)律
    3.6 本章小結(jié)
第四章 微損傷聚集的模型研究
    4.1 臨界損傷演化動力學模型
        4.1.1 微損傷形核模型
        4.1.2 微損傷增長模型
    4.2 微損傷的聚集行為
    4.3 微損傷聚集的逾滲模型
        4.3.1 逾滲行為的物理描述
        4.3.2 微損傷聚集的鍵逾滲行為描述
        4.3.3 微損傷聚集鍵逾滲的演化臨界
    4.4 模型參數(shù)討論
    4.5 本章小結(jié)
第五章 微損傷聚集的數(shù)值模擬研究
    5.1 計算程序簡介
    5.2 微損傷鍵逾滲聚集模型適用性檢驗
        5.2.1 聚集行為的模擬檢驗
        5.2.2 模型適用性檢驗
    5.3 損傷演化的應變率效應討論
    5.4 微損傷初始形狀及演化規(guī)律討論
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點
    6.2 研究展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]加載應力幅值對高純銅動態(tài)損傷演化特性研究[J]. 裴曉陽,彭輝,賀紅亮,李平.  物理學報. 2015(05)
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[3]動態(tài)拉伸斷裂的物理判據(jù)研究[J]. 賀紅亮.  高壓物理學報. 2013(02)
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[7]復合型超精密表面形貌測量儀[J]. 王淑珍,謝鐵邦,常素萍.  光學精密工程. 2011(04)
[8]應用白光共焦光譜測量金屬薄膜厚度[J]. 馬小軍,高黨忠,楊蒙生,趙學森,葉成鋼,唐永建.  光學精密工程. 2011(01)
[9]延性金屬材料中損傷分布的統(tǒng)計方法[J]. 祁美蘭,賀紅亮.  武漢理工大學學報. 2008(08)
[10]基于光學色差傳感器的表面粗糙度測量[J]. 王晶,洪海濤,鄒志華.  儀表技術(shù)與傳感器. 2006(10)

博士論文
[1]高純鋁拉伸型動態(tài)破壞的臨界行為研究[D]. 祁美蘭.武漢理工大學 2007
[2]延性金屬動態(tài)拉伸斷裂及其臨界損傷度研究[D]. 王永剛.中國工程物理研究院 2006

碩士論文
[1]退火與未退火高純無氧銅的層裂特性研究[D]. 張友君.中國工程物理研究院 2012



本文編號：3689762