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(gè)學(xué)科領(lǐng)域共同關(guān)注的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)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(jià)值。從根源上來(lái)看,材料的塑性變形是微介觀尺度位錯(cuò)等缺陷被外加載荷激活并隨時(shí)空演化的結(jié)果。沖擊加載下材料的塑性變形是一個(gè)超快動(dòng)力學(xué)過(guò)程,變形過(guò)程不僅涉及位錯(cuò)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(shí)這樣一個(gè)超快動(dòng)力學(xué)過(guò)程,需要與之匹配的高時(shí)空分辨診斷技術(shù)。而受限于微介觀動(dòng)態(tài)原位診斷測(cè)試技術(shù)的不足,目前還無(wú)法對(duì)高應(yīng)變率條件下位錯(cuò)演化行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)原位觀測(cè)。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(dòng)態(tài)響應(yīng)特性研究中最為重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。宏觀速度波剖面集中反映了沖擊波傳播過(guò)程中多種機(jī)制作用下缺陷演化的綜合效應(yīng)。通過(guò)對(duì)不同加載條件下典型波結(jié)構(gòu)特征進(jìn)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(jī)理的認(rèn)識(shí)。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(jī)理與材料宏觀力學(xué)響應(yīng)關(guān)聯(lián)起來(lái)。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(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)宏觀變形特征的物理本質(zhì)。因此,動(dòng)態(tài)晶體塑性模...

【文章頁(yè)數(shù)】：120 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１典型沖擊波結(jié)構(gòu)??

??例如位錯(cuò)高速運(yùn)動(dòng)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(guò)程中多種機(jī)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(shí)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(duì)材料動(dòng)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(dòng)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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)力學(xué)：??網(wǎng)格位錯(cuò)，李晶??積分點(diǎn)??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....

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