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高温高应变率下钛合金Ti6Al4V的动态力学行为及本构关系
1
作者 杨东 姜紫薇 郑志军 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期74-84,共11页
采用分离式霍普金森压杆实验技术,研究了钛合金Ti6Al4V在温度为25~800℃、应变速率为2 000~7 000 s-1的冲击压缩下的动态力学行为和微观组织演变,分析了其力学响应的温度依赖性和应变率敏感性,构建了可准确表征材料塑性流动行为的修正Jo... 采用分离式霍普金森压杆实验技术,研究了钛合金Ti6Al4V在温度为25~800℃、应变速率为2 000~7 000 s-1的冲击压缩下的动态力学行为和微观组织演变,分析了其力学响应的温度依赖性和应变率敏感性,构建了可准确表征材料塑性流动行为的修正Johnson-Cook模型。结果表明,Ti6Al4V具有显著的应变硬化、应变率强化、应变率增塑和温度软化效应。随着加载温度和应变率的升高,材料的应变硬化效应减弱。温度敏感性随加载温度的升高而显著降低。应变率敏感性因子与加载温度呈负相关,随真实应变的增大呈下降趋势。高温高应变率下细小等轴α相、拉长型α相和块状α相取代初始等轴α相成为Ti6Al4V微观组织的典型特征。考虑率-温耦合作用和绝热温升影响的修正Johnson-Cook模型能够准确地预测Ti6Al4V的塑性流动应力-应变响应。 展开更多
关键词 高温 高应变率 钛合金 动态力学行为 本构关系 Johnson-Cook模型
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强冲击载荷下单向加筋板拉伸撕裂的临界条件
2
作者 姚熊亮 周晏霈 +1 位作者 王治 魏庆媛 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期86-98,共13页
针对固支单向加筋板在冲击载荷下的拉伸撕裂临界条件开展研究,首先将均布冲击载荷下的固支单向加筋板简化为带板梁模型,基于固支梁冲击变形理论解给出了加筋板最大永久变形理论解,之后基于复合运动场模型,修正了固支梁端点拉伸应变与最... 针对固支单向加筋板在冲击载荷下的拉伸撕裂临界条件开展研究,首先将均布冲击载荷下的固支单向加筋板简化为带板梁模型,基于固支梁冲击变形理论解给出了加筋板最大永久变形理论解,之后基于复合运动场模型,修正了固支梁端点拉伸应变与最大永久变形关系式,并以等效应变达到失效应变作为拉伸撕裂条件,建立了加筋板在冲击载荷下的拉伸撕裂临界条件。经过数值模拟验证,该最大永久变形理论解和拉伸撕裂临界条件具有适用性,理论与数值误差小于15%。 展开更多
关键词 加筋板 拉伸撕裂 塑性大变形 冲击载荷 毁伤评估
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不同粗骨料粒径混凝土动态压缩强度的离散性研究
3
作者 丁俊升 王江波 +2 位作者 高光发 杜忠华 董雪花 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期45-52,共8页
为了研究粗骨料粒径差异引起的动态压缩试验离散性问题,制备了最大粒径分别为8 mm、14 mm和26 mm的混凝土与砂浆试件,通过动静态压缩试验,得到不同应变率下各试样的应力-应变曲线和应变率-动态增长因子曲线。为了更直观地分析由粗骨料... 为了研究粗骨料粒径差异引起的动态压缩试验离散性问题,制备了最大粒径分别为8 mm、14 mm和26 mm的混凝土与砂浆试件,通过动静态压缩试验,得到不同应变率下各试样的应力-应变曲线和应变率-动态增长因子曲线。为了更直观地分析由粗骨料粒径差异引起的试验离散性问题,定义粒径系数λ为粗骨料最大粒径d与试件直径D之比,引入变异系数CV,运用数理统计方法量化离散性,得到λ与CV关系图,直观反映试验离散性与粗骨料粒径关系。分析表明:λ=0.34为混凝土材料异质性临界点;当粒径系数λ<0.34时,混凝土材料异质性影响不明显;当λ>0.34时,粗骨料的粒径过大已经影响到了混凝土的动态响应,材料异质性明显增强。该结论的得出对今后工程与试验中粗骨料粒径的选取有指导意义。 展开更多
关键词 离散性 粒径系数 动态增长因子 混凝土 分离式霍普金森压杆
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舰船舱内爆炸载荷下Y形夹层板动响应及抗爆性能影响因素
4
作者 姚梦雷 侯海量 +1 位作者 李典 谢悦 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期837-854,共18页
针对反舰武器攻击下舰船结构抗毁伤防护问题,采用小型舱室模型实验结合有限元数值分析的方法,分析不同爆距下Y形夹层板结构的动响应特性,总结得到Y形夹层板结构面板的7种变形模式,发现面板变形模式与爆距和与其相连芯层刚度的相对强弱有... 针对反舰武器攻击下舰船结构抗毁伤防护问题,采用小型舱室模型实验结合有限元数值分析的方法,分析不同爆距下Y形夹层板结构的动响应特性,总结得到Y形夹层板结构面板的7种变形模式,发现面板变形模式与爆距和与其相连芯层刚度的相对强弱有关,爆距较小时面板易发生局部隆起变形,爆距较大则易发生整体碟形变形或板格变形,芯层强、面板弱时面板易发生板格变形,面板强、芯层弱时则易发生整体碟形变形,迎爆面板和V形芯层的刚度较大时背爆面面板则发生整体碟形变形。总结了Y形芯层在舱内爆炸载荷作用下的3种典型变形情况,即V屈曲I失稳、V屈曲I不变、V不变I不变;探究了迎爆面面板厚度、V形芯层厚度和I形芯层厚度对Y形夹层板结构抗爆性能的影响,发现增加迎爆面面板厚度和I形芯层厚度都可以显著降低背板变形,但增加迎爆面面板厚度会使得结构总吸能降低,增加I形芯层厚度则结构总吸能基本不变,增加V形芯层厚度则V形芯层吸能急剧下降,背板最大变形先增加再减小,结构总吸能下降。 展开更多
关键词 舰船结构 舱内爆炸 Y形夹层板 动响应 变形模式 抗爆性能
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球形弹丸高速冲击IN718合金板的变形与破坏模式
5
作者 陈艳丹 陈兴 +1 位作者 卢永刚 刘彤 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期125-133,共9页
为研究IN718镍基高温合金在高速冲击作用下的抗侵彻能力,采用直径为5 mm的304不锈钢球形弹丸,利用二级轻气炮试验装置对IN718靶板进行了一系列弹道冲击试验。通过高速摄像机进行拍摄,弹丸的入射速度范围为548.2~1067.0 m/s。对弹丸的剩... 为研究IN718镍基高温合金在高速冲击作用下的抗侵彻能力,采用直径为5 mm的304不锈钢球形弹丸,利用二级轻气炮试验装置对IN718靶板进行了一系列弹道冲击试验。通过高速摄像机进行拍摄,弹丸的入射速度范围为548.2~1067.0 m/s。对弹丸的剩余速度进行了测量和分析,并对弹道极限速度进行了验证,观察了靶板的变形和破坏模式以及弹孔直径。结果表明:在试验冲击范围之内,随着冲击速度的升高,靶板的变形模式由撕裂破坏到剪切破坏转变,靶板的穿甲破坏模式与冲击速度密切相关;靶板能量吸收效率随弹丸初始动能的增加而降低,且趋于常值0.7;靶板变形挠度随着冲击速度的升高呈减小趋势,且最大变形挠度出现在弹道极限附近;靶板正面和背面所形成的弹孔直径均随着冲击速度的升高而增大,且背面所形成的弹孔直径大于前面所形成的弹孔直径。 展开更多
关键词 IN718镍基高温合金 弹道冲击 弹道极限速度 变形与破坏模式 侵彻
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火灾下双钢板-混凝土组合墙抗冲击机理分析与挠度预测
6
作者 杨耀堂 王蕊 +1 位作者 赵晖 侯川川 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期11-25,共15页
双钢板-混凝土组合墙(steel-concrete composite wall,SC wall)常用于核电站、超高层等重要结构的承重构件,其在偶然荷载作用下的力学性能也是其推广应用的关键指标。为此,针对火灾下SC墙的抗冲击性能进行研究并给出相关设计建议。首先... 双钢板-混凝土组合墙(steel-concrete composite wall,SC wall)常用于核电站、超高层等重要结构的承重构件,其在偶然荷载作用下的力学性能也是其推广应用的关键指标。为此,针对火灾下SC墙的抗冲击性能进行研究并给出相关设计建议。首先建立了SC墙在火灾与冲击耦合作用下的有限元模型,在验证模型可靠性基础上,开展了火灾下SC墙抗冲击机理的分析;然后研究了轴力、受火时间、材料强度、冲击能量与抗剪连接件形式等参数对SC墙在火灾下抗冲击性能的影响规律;最后给出了该类构件在耦合工况下跨中峰值挠度的预测公式。结果表明:随着受火时间的增加,SC墙受冲击变形模式由局部冲切逐渐转变为整体弯曲破坏;火灾下,混凝土为SC墙受冲击的主要耗能部件;混凝土强度、轴力与抗剪连接件形式对SC墙在高温下的抗冲击性能影响显著,钢板强度的影响则较小;建议的公式可较合理地预测火灾下SC墙受冲击后的跨中峰值挠度。 展开更多
关键词 双钢板-混凝土组合墙 火灾 抗冲击性能 破坏模式 挠度预测
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墨鱼骨结构的力学行为及其应变率效应
7
作者 蒋钰婷 钟东海 +2 位作者 方泽辉 丁圆圆 周风华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期24-33,共10页
墨鱼骨是一种墨鱼内部产生的生物矿化壳,通过调节壳内的气液比从而实现墨鱼的深浅浮动,同时满足轻质和高刚度的力学特性,使墨鱼能够很好地适应深海环境,所以墨鱼骨是一种典型的高比刚度的多孔材料。为探究墨鱼骨结构的力学性能,通过Inst... 墨鱼骨是一种墨鱼内部产生的生物矿化壳,通过调节壳内的气液比从而实现墨鱼的深浅浮动,同时满足轻质和高刚度的力学特性,使墨鱼能够很好地适应深海环境,所以墨鱼骨是一种典型的高比刚度的多孔材料。为探究墨鱼骨结构的力学性能,通过Instron材料试验机和分离式Hopkinson压杆实验装置,对墨鱼骨在不同加载应变率下的力学行为进行研究。研究结果表明,墨鱼骨在准静态加载下,其应力-应变曲线呈现典型的三阶段变化模式,即弹性段、平台段和压实段,具有很好地吸能缓冲作用;随着加载应变率的提高,墨鱼骨的初始压溃应力和平台应力也随之增加,表明墨鱼骨材料对加载应变率存在很强的敏感性。进一步分析不同生长方向的墨鱼骨在准静态压缩下的力学行为,结果表明随着生长方向的增加,墨鱼骨结构的刚度和吸能性能都得到了弱化,从而揭示了墨鱼骨材料压缩行为的各项异性。 展开更多
关键词 多孔材料 墨鱼骨 高比刚度 加载应变率 吸能特性
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装药弹体高空跌落冲击动态响应研究
8
作者 高鹏 徐鹏 《测试技术学报》 2024年第2期179-186,共8页
弹药意外跌落的冲击作用,可能引发事故甚至导致弹药出现早爆而造成灾难性后果。采用LSDYNA研究了分体式装药弹体从10~35 m范围内6个不同高度垂直撞击混凝土介质的冲击响应,获得了装药弹体从不同高度冲击混凝土介质时冲击过载峰值和脉宽... 弹药意外跌落的冲击作用,可能引发事故甚至导致弹药出现早爆而造成灾难性后果。采用LSDYNA研究了分体式装药弹体从10~35 m范围内6个不同高度垂直撞击混凝土介质的冲击响应,获得了装药弹体从不同高度冲击混凝土介质时冲击过载峰值和脉宽的变化规律、装药内部应力波的传播规律,以及混凝土地面的开坑状况。冲击过载脉宽大约为5 ms,过载峰值最大约为1000 g,装药头部主要受到压缩作用,轴向应力呈近似半正弦规律变化,其最大值为43.9 MPa。开坑数值模拟结果与实验结果吻合较好,证明了数值模拟的合理性。 展开更多
关键词 装药弹体 高空跌落 混凝土靶 开坑 应力波 冲击过载
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考虑微结构特征的陶瓷材料含损伤本构模型
9
作者 刘慕皓 张先锋 +4 位作者 谈梦婷 包阔 韩国庆 李逸 孙伟境 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期60-76,共17页
为了研究不同微结构陶瓷材料的冲击破坏特征,以从微结构角度出发、描述陶瓷材料非弹性变形和断裂行为的Deshpande-Evan模型为基础构建本构模型,计算了无约束条件下材料的应力状态。为了验证改进模型的有效性,将VUMAT子程序编程方法将与A... 为了研究不同微结构陶瓷材料的冲击破坏特征,以从微结构角度出发、描述陶瓷材料非弹性变形和断裂行为的Deshpande-Evan模型为基础构建本构模型,计算了无约束条件下材料的应力状态。为了验证改进模型的有效性,将VUMAT子程序编程方法将与ABAQUS有限元软件相结合,并将其应用于典型陶瓷材料(YAG透明陶瓷)冲击破坏过程的分析模拟。采用改进模型分析应变率、应力三轴度、晶粒尺寸及初始缺陷分布密度对YAG透明陶瓷动态力学行为和损伤演化机制的影响规律。结果表明:随着晶粒尺寸和裂纹分布密度的增加,YAG透明陶瓷破坏程度随之加剧,完全损伤区域面积也随之增加,晶粒尺寸对YAG透明陶瓷宏观破坏特征的影响程度要大于裂纹分布密度;YAG透明陶瓷失效强度以及断裂应变随着晶粒尺寸以及初始缺陷分布密度的增大而减小;随着应变率不断增加,YAG透明陶瓷在不同晶粒尺寸以及初始缺陷分布密度下的峰值应力和断裂应变均随之增加;裂纹扩展速度会随着晶粒尺寸的增加呈现出先增加而后平缓的趋势,裂纹扩展速度与初始缺陷分布密度系数成线性关系。改进模型可以描述YAG透明陶瓷微结构对其宏观破坏特征的影响,为进一步分析微结构对陶瓷材料宏观破坏特征的影响提供支撑。 展开更多
关键词 含损伤本构 陶瓷材料 冲击破坏 YAG透明陶瓷 微结构特征
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3D打印点阵夹芯结构冲击损伤的近场动力学模拟
10
作者 陈洋 王肇喜 +3 位作者 翟师慧 盛鹏 王者蓝 朱明亮 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期144-158,共15页
为了有效模拟3D打印点阵材料夹芯结构在弹丸冲击下的损伤破坏行为,在近场动力学微极模型中引入塑性键,构建了适用于点阵材料夹芯结构的模型和建模方法,在验证模型准确性的基础上,模拟分析了低速和高速弹丸冲击下点阵材料夹芯结构的损伤... 为了有效模拟3D打印点阵材料夹芯结构在弹丸冲击下的损伤破坏行为,在近场动力学微极模型中引入塑性键,构建了适用于点阵材料夹芯结构的模型和建模方法,在验证模型准确性的基础上,模拟分析了低速和高速弹丸冲击下点阵材料夹芯结构的损伤模式与破坏机理。结果表明:低速冲击下3D打印点阵夹芯结构的破坏模式以局部塑性变形为主;高速冲击下,破坏模式表现为溃裂、孔洞贯穿和碎片喷射,并伴随着大范围的塑性变形。低速冲击下塑性变形范围随冲击速度升高而增大,而高速冲击下则相反。高速冲击下,点阵夹芯结构的贯穿过程分为面板接触、局部屈服、芯材压溃、穿透4个阶段,弹丸经历了急-缓-急3段减速过程,并对应2个加速度高峰,第2个加速度峰值低于第1个加速度峰值的50%;低速冲击过程中,弹丸仅有1次减速过程,加速度峰值随冲击速度的升高而增大,最终弹丸反弹。 展开更多
关键词 点阵材料 夹芯结构 近场动力学 弹丸冲击 损伤破坏
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硅橡胶压缩力学性能及率相关本构模型
11
作者 王逸凡 徐豫新 +2 位作者 张浩宇 焦晓龙 吴宗娅 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期231-238,共8页
研究了典型超弹性材料硅橡胶压缩力学性能及率相关本构模型.采用Instron万能材料试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置对硅橡胶进行了准静态和动态压缩测试,基于测试结果分析了硅橡胶材料在0.001、0.01、0.1、1750、2300和3000 s^... 研究了典型超弹性材料硅橡胶压缩力学性能及率相关本构模型.采用Instron万能材料试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置对硅橡胶进行了准静态和动态压缩测试,基于测试结果分析了硅橡胶材料在0.001、0.01、0.1、1750、2300和3000 s^(−1)应变率下的力学行为.测试结果表明,硅橡胶在静态载荷下有显著的超弹性特性,动态载荷下表现出明显的应变率效应,弹性模量与应变率比值对数之间存在非线性关系;据此,建立了率相关本构方程来描述硅橡胶在静、动态压缩载荷下的力学行为,与现有模型相比,所建立的本构方程参数仅有5个,在试验应变范围内应力最大误差保持在15%以内,与试验结果有良好一致性. 展开更多
关键词 本构模型 硅橡胶 应变率相关 压缩力学性能
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冲击载荷作用下传爆药细观损伤模式及本构模型研究
12
作者 裴柯磊 肖有才 +1 位作者 肖向东 王志军 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期150-157,共8页
为获取传爆药在冲击载荷作用下的细观损伤模式及本构模型,基于一级轻气炮装置,设计JH-14C传爆药多轴冲击损伤实验,获得了不同速度下应力历程曲线,并利用扫描电镜对回收试样进行细观形貌观测。基于黏弹性统计裂纹模型开发VUMAT子程序,代... 为获取传爆药在冲击载荷作用下的细观损伤模式及本构模型,基于一级轻气炮装置,设计JH-14C传爆药多轴冲击损伤实验,获得了不同速度下应力历程曲线,并利用扫描电镜对回收试样进行细观形貌观测。基于黏弹性统计裂纹模型开发VUMAT子程序,代入到ABAQUS中对SHPB实验进行数值模拟,对照实验结果验证了模型以及参数的有效性,并进一步对多轴冲击试验进行数值模拟,分析不同速度下JH-14C损伤度。结果表明:多轴冲击下JH-14C内部损伤主要为穿晶断裂,JH-14C损伤度随着速度增大而变大。数值模拟与实验结果吻合较好,本构模型可较好描述在不同加载条件下传爆药的力学特性。 展开更多
关键词 JH-14C 多轴冲击 黏弹性统计裂纹模型 损伤
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7075铝合金的能量耗散规律及动态损伤本构模型
13
作者 张艺坤 朱志武 《四川轻化工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期1-8,共8页
为了研究7075铝合金的动态力学性能及断裂损伤规律,采用蠕变疲劳试验机和分离式霍普金森拉杆(Split Hopkinson Tension Bar,SHTB),对7075铝合金进行了准静态拉伸试验及冲击动态拉伸试验,得到了准静态及动态拉伸应力-应变曲线。由这些曲... 为了研究7075铝合金的动态力学性能及断裂损伤规律,采用蠕变疲劳试验机和分离式霍普金森拉杆(Split Hopkinson Tension Bar,SHTB),对7075铝合金进行了准静态拉伸试验及冲击动态拉伸试验,得到了准静态及动态拉伸应力-应变曲线。由这些曲线可知,7075铝合金的应变率效应明显,随着应变率的增加,动态增长因子近似呈线性增长。为了进一步研究7075铝合金在高应变率下的力学行为及本构模型,根据能量耗散理论,分析了材料的能量-时程曲线与耗散能规律,结果表明,耗散能随着应变率的增大而增大。随后,采用Johnson-Cook本构模型,引入基于能量耗散理论的损伤因子建立动态拉伸本构模型,并对试验曲线与理论曲线进行对比发现,两项结果拟合良好,表明该模型具有很好的适用性。 展开更多
关键词 7075铝合金 冲击 拉伸 本构模型 能量耗散 损伤
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饱和含盐冻土冲击能量分析及动态强度理论
14
作者 尚彬 朱志武 《四川轻化工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期84-92,共9页
本文利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置探究冲击加载下含盐量和应变率对饱和含盐冻土动态强度的影响。试验结果表明,当含盐量介于0%~2%时,土体的动态强度大约随含盐量每增加1%而减小1.5 MPa;随应变率每升高250 s^(-1)而增大2.0 MPa。从... 本文利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置探究冲击加载下含盐量和应变率对饱和含盐冻土动态强度的影响。试验结果表明,当含盐量介于0%~2%时,土体的动态强度大约随含盐量每增加1%而减小1.5 MPa;随应变率每升高250 s^(-1)而增大2.0 MPa。从能量角度分析,土体冲击过程中的吸收能密度大约随含盐量每增加1%而减小0.1 J/cm^(3);随应变率每升高250 s^(-1)而增大0.2 J/cm^(3)。基于能量平衡和断裂理论,推导了饱和含盐冻土压缩膨胀拉伸破坏模型的动态强度理论计算式,计算结果与试验结果误差不超过10%,且能预测动态强度随含盐量和应变率的变化趋势,表明该理论可以揭示饱和含盐冻土的动态破坏机理,为工程实践提供理论基础和借鉴意义。 展开更多
关键词 饱和含盐冻土 分离式霍普金森压杆 吸收能密度 动态强度理论
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考虑晶体取向的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金动态力学性能研究
15
作者 陈嘉琳 李述涛 陈叶青 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期2-26,共25页
鉴于高熵合金材料(high-entropy alloy,HEA)在高应变率动态响应下呈现不同的破坏模式及力学性能,其潜在机理从宏观角度已不能够完全解释,需从微观角度研究其动态响应过程中的原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制,为优化HEA... 鉴于高熵合金材料(high-entropy alloy,HEA)在高应变率动态响应下呈现不同的破坏模式及力学性能,其潜在机理从宏观角度已不能够完全解释,需从微观角度研究其动态响应过程中的原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制,为优化HEA防护材料的加工工艺、制备方法等提供参考。利用分子动力学模拟的方法,设计了[100]、[110]和[111]等3种取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金在不同应变率下的压缩、拉伸及冲击试验,分析了动态响应过程中原子结构变化、位错分布变化、演变机理及变形机制。压缩试验中:[110]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金的屈服强度最高,[111]的次之,[100]的最低;[100]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金主要的变形机制为孪晶变形,[110]的为滑移变形,[111]的为位错变形。拉伸试验中:[111]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金的屈服强度最高,[100]的次之,[110]的最低;[100]取向结构Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金拉伸过程中孪晶结构较多,[110]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金产生较规则的密排六方结构滑移面,[111]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金不会产生任何滑移面。随着应变率的升高,3种取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金压缩和拉伸屈服强度均大幅度提高,对应伸长量增大。较低应变率(1×109 s^(−1))下的塑性变形机制主要为滑移变形,但滑移系较少;中应变率(1×10^(10)s^(−1))下的塑性变形机制是以滑移为主的变形机制,但滑移系较多;高应变率(1×10^(11)s^(−1))下的塑性变形机制是由原子排列无序化的非晶原子诱导的变形。[110]取向结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金的抗冲击性能最好,与其具有最高的屈服强度,并且在屈服结束阶段也能保持最高的应力有关。 展开更多
关键词 晶体取向 高熵合金 变形机制 微观演变 分子动力学
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基于3D细观模型的混凝土动态压缩行为分析
16
作者 张湘茹 程月华 吴昊 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期53-69,共17页
通过建立混凝土的3D细观模型,在细观尺度上分析动态压缩荷载作用下混凝土材料内部裂缝的产生和发展、损伤演化和动态强度及其影响因素。首先,基于传统的“生成-投放”法生成粒径、形状和空间分布均随机的凸多面体粗骨料模型,并通过骨料... 通过建立混凝土的3D细观模型,在细观尺度上分析动态压缩荷载作用下混凝土材料内部裂缝的产生和发展、损伤演化和动态强度及其影响因素。首先,基于传统的“生成-投放”法生成粒径、形状和空间分布均随机的凸多面体粗骨料模型,并通过骨料沉降和粒径缩放实现粗骨料的大体积率(达50%)和可调控;使用四面体网格划分骨料和砂浆表征其真实物理形状;使用界面粘结接触表征界面过渡区(ITZ)提升计算效率。进一步通过对比不同粗骨料粒径混凝土的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验数据与模拟结果,如杆上应变时程、试件动态应力-应变曲线和试件损伤破坏模式,验证了建立的混凝土3D细观有限元模型、参数确定方法和数值仿真方法的准确性。最后,分析了30~100 s^(-1)应变率范围内骨料粒径(4~8、10~14和22~26 mm)、体积率(20%、30%和40%)和类型(石灰岩、花岗岩和玄武岩)对混凝土动态压缩强度的影响。结果表明:粗骨料粒径增大,混凝土动态压缩强度先增大后减小;粗骨料体积率越高,混凝土动态压缩强度越大;混凝土动态压缩强度随粗骨料强度的增加而提高。 展开更多
关键词 混凝土 3D细观模型 动态力学行为 粘结接触 应变率效应
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泡沫铝填充多胞薄壁圆锥管轴向耐撞性分析
17
作者 韦铁平 林祖鹏 +3 位作者 赵梁彬 张萌枝 寇超 宋宛权 《福建理工大学学报》 CAS 2024年第1期82-89,共8页
建立了一款新型泡沫铝填充多胞圆锥管(aluminum foam-filled multi-cell conical tube, AFMCT)。基于LS-DYNA软件建立AFMCT有限元模型,采用准静态压缩实验验证,研究胞元数、锥角、壁厚以及泡沫铝密度等参数对AFMCT吸能特性的影响规律。... 建立了一款新型泡沫铝填充多胞圆锥管(aluminum foam-filled multi-cell conical tube, AFMCT)。基于LS-DYNA软件建立AFMCT有限元模型,采用准静态压缩实验验证,研究胞元数、锥角、壁厚以及泡沫铝密度等参数对AFMCT吸能特性的影响规律。结果表明:AFMCT具有较规整的变形模式,受结构参数的影响不大;壁厚的增大对结构吸能能力的影响最大;胞元数和锥角其次;泡沫铝密度影响最小。研究结果可为薄壁管吸能装置的设计提供参考。 展开更多
关键词 耐撞性 泡沫铝填充 多胞圆锥管 准静态 LS-DYNA
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斜波压缩下锡的相变和层裂行为
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作者 种涛 莫建军 +2 位作者 傅华 李涛 罗斌强 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期113-119,共7页
获取不同热力学路径下锡的动态响应实验数据,是深入研究其相变和损伤物理过程的基础.利用小型磁驱装置CQ-4完成了金属锡的斜波加载实验,获取了锡含有相变和层裂损伤物理信息的实验数据.实验结果显示,在加载段锡依次经历了弹塑性转变和β... 获取不同热力学路径下锡的动态响应实验数据,是深入研究其相变和损伤物理过程的基础.利用小型磁驱装置CQ-4完成了金属锡的斜波加载实验,获取了锡含有相变和层裂损伤物理信息的实验数据.实验结果显示,在加载段锡依次经历了弹塑性转变和β-γ相变两种物理过程,屈服强度约0.194 GPa,相变压力随着锡厚度的增加从7.54 GPa减小到7.14 GPa.在卸载段出现了明显的层裂损伤,层裂强度约1.1 GPa,与相同加载压力下冲击实验结果有巨大差异,层裂片厚度约0.38 mm.结合由锡的多相Helmholtz自由能计算的多相状态方程、Hayes相变动力学方程和损伤度理论,对斜波压缩实验过程进行一维流体动力学数值模拟,计算结果可以很好描述锡的弹塑性转变、相变和层裂三个物理过程. 展开更多
关键词 相变 多相状态方程 层裂 损伤度 斜波加载
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剪切增稠液及其复合织物动态力学行为与数值研究进展
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作者 刘璐璐 谢志浩 +2 位作者 赵振华 罗刚 陈伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第20期58-68,共11页
剪切增稠液(shear thickening fluids,STFs)是一种新型智能液体装甲材料,与织物复合时可有效提升织物抗冲击能力,在结构冲击领域有广阔的应用潜力。该研究对STF及其增强织物的动态力学行为与数值仿真方法最新进展进行了综述和评价,介绍... 剪切增稠液(shear thickening fluids,STFs)是一种新型智能液体装甲材料,与织物复合时可有效提升织物抗冲击能力,在结构冲击领域有广阔的应用潜力。该研究对STF及其增强织物的动态力学行为与数值仿真方法最新进展进行了综述和评价,介绍了STF剪切增稠机理及流变特性的主要影响因素,讨论了STF和STF复合织物的动态力学行为及本构模型,分析了STF复合织物的抗冲击性能的影响因素及STF对织物的增强机理,讨论了STF复合织物在数值仿真方法研究方面的最新进展。最后对STF及其增强织物的力学行为研究进行了总结,并对STF的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 剪切增稠液(STF) 织物 流变性能 力学行为 高速冲击 数值仿真
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爆轰驱动下45钢半球壳膨胀断裂破片回收研究
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作者 张世文 陈艳 +3 位作者 但加坤 李英雷 刘明涛 汤铁钢 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期157-166,共10页
基于爆炸驱动金属半球壳产生的破片速度分布特点,设计了聚氨酯泡沫/水/聚氨酯泡沫3层介质组合的破片全回收系统。聚氨酯泡沫桶由侧壁与底部一次成型的3个泡沫桶组件拼接,结构紧凑,防水性能高。在泡沫桶底部盛水并增加一定厚度的漂浮泡沫... 基于爆炸驱动金属半球壳产生的破片速度分布特点,设计了聚氨酯泡沫/水/聚氨酯泡沫3层介质组合的破片全回收系统。聚氨酯泡沫桶由侧壁与底部一次成型的3个泡沫桶组件拼接,结构紧凑,防水性能高。在泡沫桶底部盛水并增加一定厚度的漂浮泡沫板,加强了回收池底部防护。采用该泡沫桶开展了中心点起爆驱动45钢半球壳膨胀断裂的全回收实验。实验结果表明,破片回收率超过88%,破片内外表面辨识度高,绝大多数破片穿透泡沫桶侧壁和漂浮泡沫板并沉入水底。漂浮泡沫板和底部水层对破片速度的衰减效果明显,泡沫桶底部无破片侵彻。新设计的回收系统可回收接近2π立体角的飞散破片,表明该回收系统的适用范围涵盖了实验装置在起爆点单边的爆轰实验,拓展了该回收池可回收的破片种类。此外,新系统将竖直方向的组合衰减层总尺寸减至70 cm,为进一步优化和减小回收池尺寸提供了依据。根据破片测量数据,给出了破片质量分布结果,以及回收破片的平均厚度、平均尺寸等相关信息,并简要分析了半球壳破片与柱壳破片的特征差异,继而推算出半球壳断裂应变明显小于柱壳的断裂应变,为不同应力状态的壳层膨胀断裂机制研究提供了有益的实验数据支撑。 展开更多
关键词 膨胀断裂 全回收 半球壳破片 回收池
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