飞片碰撞扰动法研究金属铝的强度效应

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冲击加载条件下材料的强度效应对于认识和了解材料的动态响应及构建高温高压条件下材料的本构方程具有十分重要的科学意义。在十九世纪七十年代末,Asay和Chhabialdas等人首次提出了一种在动态加载条件下的测量方法—双屈服面法(俗称AC方法),采用该测量方法,Asay和Chhabialdas等人对金属铝、铜及钨等材料在冲击加载条件下的屈服强度进行了测量。在国内,张江跃、华劲松、胡建波和侯日立等人采用改进了的AC方法也做了相关的研究。本文试图用冲击波扰动法研究材料的强度特性,主要结果如下:  1,利用飞片碰撞扰动法测量出冲击压力34GPa和58GPa条件下金属铝中冲击波阵面扰动随传播距离的变化情况,实验均测量出相位零点。  2,仿照真实实验的设置,利用虑及本构关系的二维理论模拟方法数值再现了飞片碰撞扰动实验,得到在实验条件下金属铝中冲击波振面扰动随传播距离演化的全过程。发现金属铝的屈服强度对扰动衰减曲线的相位零点和最大反向幅度点非常敏感。  3,通过比较相同条件下二维连续介质流场的数值解和实验结果,得到金属铝在34GPa和58GPa的冲击压力下的屈服强度值分别为1.1GPa和2.5GPa,与文献中报道的结果基本一致。  总之,本文利用飞片碰撞扰动法主要研究了金属铝的强度特性,结果与经典的实验方法一致,所以本文为测量冲击高压下材料的屈服强度提供了一种新的思路。
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