光滑粒子流体动力学(SPH)方法是一种无网格数值方法,能够有效模拟高速碰撞、强冲击波、大变形、物质交界面的穿透与侵蚀以及爆炸等问题,已成为冲击动力学应用研究的一个热点问题。本文以国家自然基金“强脉冲激光驱动飞片加载金属箔板微成形基础研究”项目为背景,开展基于SPH方法的高速冲击动力学及应用研究,对于研究与揭示材料在瞬变、动载荷作用下运动、变形和破坏规律有着重要的理论研究意义与实际应用价值。　　 首先,介绍了SPH方法的基本理论、基本方程和流体动力学控制方程组的SPH近似形式。着重介绍了SPH方法的关键技术问题,如光滑核函数、光滑长度、边界处理和人工粘度等,并给出了常见的数值积分方法。　　 其次,在研究基于SPH方法的高速冲击动力学数值模拟关键技术的基础上,编写了基于理想弹塑性模型、Mie-Gruneisen状态方程、Libersky型虚粒子和跳蛙数值积分格式的高速冲击动力学SPH程序。数值模拟了泰勒碰撞问题。泰勒铁柱体的稳定形态、稳定长度以及宽度都与文献中的研究十分吻合,证明所编写的高速冲击动力学SPH程序的正确性。采用Johnson-Cook强度模型,编写了高速冲击穿透SPH程序,数值研究了金属箔板的高速穿透问题。分析研究了弹丸高速碰撞金属靶板、形成弹坑、蘑菇头并最终穿透的完整过程,良好的模拟效果表明编写的基于SPH方法的高速冲击穿透程序在处理高速碰撞以及大变形问题的优越性。　　 最后,采用Jaumann应力率、Johnson-Cook强度模型、Mie-Gruneisen状态方程和Libersky型反射虚粒子,编写了基于SPH方法的飞片高速冲击动力学程序,模拟研究了飞片加载下金属箔板的微成形和微冲裁的冲击动学力行为。在微成形模拟中,工件和飞片不同时刻的粒子状态分布图能够清楚地表明飞片碰撞加载金属箔板、挤压并最终实现微成形的完整过程。粒子场变量等高线图可以清楚地看出微成形过程中的等效应力值、压力值、等效塑性应变值和等效塑性应变率值。粒子场变量(速度、等效应力、压力、等效塑性应变和等效塑性应变率)时间历程曲线可以清晰地捕捉到飞片碰撞加载金属箔板时的强冲击波、工件碰撞凹模时的波动,以及最终成形完成时的静止状态。在微冲裁模拟中,粒子不同时刻的状态分布图能够清楚表明飞片碰撞、挤压并最终完全微冲裁金属箔板的完整过程。飞片和工件中心粒子速度、等效应力、压力、等效塑性应变以及等效塑性应变率时间历程曲线既可以顺利捕捉到飞片加载金属箔板产生的压缩冲击波,以及最终微冲裁完成时的平衡运动状态。压力时间历程曲线的分析结果满足MeyerS提出的关于平面平行碰撞冲击波机理,等效塑性应变曲线反应的信息与已有研究成果完全吻合。　　 本文基于SPH方法的高速冲击动力学应用研究为揭示激光驱动飞片加载金属箔板微成形/冲裁的机理与成形变化规律奠定了基础,同时也表明,SPH方法是一种研究高速冲击动力学问题的有效方法。