冲击波中横向、纵向应力计响应初步研究

 采用低阻值锰铜压阻应力计，通过一维平板撞击实验和理论分析对横向、纵向应力计在有机玻璃和陶瓷材料中的不同响应进行了研究。实验结果表明，在陶瓷等硬质材料中进行横向应力测量时，可用康铜计补偿的方法，直接用锰铜计纵向标定的压阻系数计算，而在有机玻璃中却不能简单地得到横向应力。     

高导无氧铜的高压与高应变率本构模型研究

基于Y/G及G/B为常数的假设,构建了高导无氧铜的七种高压与高应变率本构模型.对于高导无氧铜进行了平面冲击波试验,采用纵向与横向锰铜应力计记录了试件中的纵向与横向应力,从而得到了屈服应力历史.用所构建的七种本构模型进行了数值模拟,并与高导无氧铜的平面冲击波试验结果进行比较.结果表明,平面冲击波载荷下高导无氧铜的屈服强度对于压力、密度、温度以及塑性应变的依赖性是本构描述的关键.而由Hopkinson试验取得的高导无氧铜高应变率本构模型,并不适合描述平面冲击波载荷下的本构特性. 关键词： 本构模型 高导无氧铜 平面冲击波试验 锰铜应力计     

通孔尺寸对铜互连应力迁移失效的影响

在200℃温度下进行了700h双层铜互连(M1/M2)的应力迁移加速老化试验, 结合有限元分析和聚焦离子束(focused-ion-beam,简称FIB)技术研究了通孔直径分别为500和350nm的铜互连应力诱生空洞失效现象, 探讨了应力诱生空洞的形成机理, 并分析了通孔尺寸对铜互连应力迁移的影响. 结果表明,M1互连应力和应力梯度在通孔底部边缘处达到极大值. 应力梯度在应力诱生空洞成核过程中起主导作用, 由张应力产生的过剩空位在应力梯度作用下沿Cu M1/SiN界面作扩散运动并在应力梯度极大值处成核生长成空洞. 由于M1互连应力沿横向方向变化较快, 因此应力诱生空洞的横向生长速率较大. 当通孔直径增大时,互连应力和应力梯度值增大, 并导致应力诱生空洞的生长速率上升. 关键词： 铜互连 应力迁移 应力诱生空洞 失效     

冲击载荷下Al2O3抗弹陶瓷的力学性能实验研究

 通过静力学实验得到了Al₂O₃抗弹陶瓷的弹性模量和泊松比。通过一维平面撞击实验，在Al₂O₃抗弹陶瓷材料中进行了冲击波速度、飞片速度的测量和纵向应力、横向应力测量，得到了Al₂O₃抗弹陶瓷的冲击波D-u_p关系，以及抗弹陶瓷在3~11 GPa压力范围内相应的横向应力和纵向应力关系曲线，并根据这一曲线得到了抗弹陶瓷的纵向应力与剪切强度的关系。     

强激光辐照下纳米铜动态拉伸型断裂的数值模拟

 基于强激光辐照加载下纳米铜的层裂实验,采用含逾渗软化函数的损伤度函数模型对实验结果进行了数值模拟研究。强激光加载条件被简化为高斯分布脉冲压力施加在镍合金基体的前表面上。数值计算结果显示：损伤演化明显地改变了试样中波传播特性,无论是对微损伤还是完全层裂的试样,计算都较好地再现了实测自由面速度剖面,表明了含逾渗软化函数的损伤度函数模型在强激光加载条件下纳米铜层裂问题分析中具有较好适用性。     

钨合金的层裂强度研究

 用压缩空气炮做冲击加载装置研究一种钨合金的层裂特性,加载应力峰值为5~10 GPa,加载应力时间宽度为0.2~0.6 μs。实验用钨合金由粉末热压烧结制成,是一种均匀混合材料。它的成份重量百分比为W（90%）、Ni（6.8%）、Fe（2.7%）和Cr（0.5%）。由锰铜压阻计测量样品靶后界面应力历史表明,此种钨合金的层裂强度与拉伸应力率的平方根呈单调递增关系,与加载应力峰值无关。回收样品的金相分析结果表明,此钨合金的拉伸断裂主要发生在铁镍混合物部位,钨晶粒的穿晶断裂只占很小部分。断口上的“杯状”凹坑表明,它主要属延性断裂机制。     

强激光辐照下纳米晶体铜薄膜层裂破坏的实验研究

采用强激光辐照加载技术和激光速度干涉(VISAR)测试技术,对纳米晶体铜薄膜的层裂特性进行实验测量和分析.基于VISAR实测的自由面速度波形,计算得到纳米晶体铜薄膜在超高拉伸应变率下的层裂强度高达3 GPa,明显高于多晶铜的层裂强度, 其原因归咎于纳米晶体材料中存在大量晶界阻碍了位错运动. 关键词： 纳米晶体铜薄膜 层裂 激光辐照     

镀膜锰铜计的压阻性能研究

 用磁控阴极等离子体溅射技术在云母基底上制作镀膜锰铜压阻计。5~56 GPa冲击应力的标定实验表明，该计的压阻性能稳定。压阻系数的拟合式为p(GPa)=-0.14+90.63(ΔR/R₀)+10.81(ΔR/R₀)²-7.64(ΔR/R₀)^3，式中R₀为锰铜计初始电阻，ΔR为受压时的电阻变化值。     

强激光辐照下纳米晶体铜薄膜层裂破坏的实验研究

采用强激光辐照加载技术和激光速度干涉(VISAR)测试技术，对纳米晶体铜薄膜的层裂特性进行实验测量和分析.基于VISAR实测的自由面速度波形，计算得到纳米晶体铜薄膜在超高拉伸应变率下的层裂强度高达3 GPa，明显高于多晶铜的层裂强度, 其原因归咎于纳米晶体材料中存在大量晶界阻碍了位错运动.     

平面冲击下铜的拉伸应变率相关特性研究

本文对冲击加载下高纯无氧铜的拉伸应变率相关特性进行了实验研究.实验中利用磁测速系统测试撞击前飞片速度,利用光纤位移仪——多普勒探针系统测试样品自由面粒子速度剖面.对自由面速度剖面的特征参量进行计算分析,结果表明:铜样品的层裂强度随着拉伸应变率的增加而增加,对比发现层裂强度不仅受加载条件的影响,同时受到材料本身微细观结构影响;同时随着拉伸应变率的增加,自由面速度的回跳斜率呈现出先缓慢增加后迅速增加的临界特性;最后,通过层裂样品中波系相互作用,给出了自由面速度回跳过程中的振荡特征随着拉伸应变率增加而逐渐消失的物理过程.     

钢纤维高强混凝土材料的气体炮试验研究

采用一级气炮设备对C100钢纤维混凝土进行了高应变率冲击压缩实验,对一维应变状态下的混凝土冲击特性进行了分析.试验中采用锰铜压力计测量得到了混凝土中不同拉格朗日位置处的压力波形,利用拉格朗日分析得到了应力应变曲线,冲击波峰值随传播距离而衰减,在钢纤维混凝土中衰减较慢.分析探讨了钢纤维对混凝土的增强作用.     

冲击加载下Zr51Ti5Ni10Cu25Al9金属玻璃的塑性行为

进行了10—27 GPa应力范围内Zr₅₁Ti₅Ni₁₀Cu₂₅Al₉金属玻璃的平面冲击实验以研究其高压-高应变率加载下的塑性行为.由样品自由面粒子速度剖面的分析获得了冲击加载过程的轴向应力,并通过轴向应力与静水压线的比较获得剪应力.实验结果表明,尽管存在明显的松弛效应,但Zr基金属玻璃的Hugoniot弹性极限随着冲击应力的增加而增加.然而,塑性波阵面上的剪应力则显示先硬化而后软化现象,而且软化的幅度随冲击应力的增加而增加.冲击加载下Zr基金属玻璃的上述剪应力变化特征与分子动力学模拟结果比较一致,但与压剪实验结果和一维应力冲击实验结果明显不同.     

锰铜压力计在测量中的接地问题

 锰铜压力计是冲击波物理实验研究中重要的传感器之一。对锰铜压力计在冲击压力测量中的“接地”问题进行了分析和讨论。分析和实验表明，不正确的“接地”会给冲击压力测量带来较大的偏差，甚至得到畸变的测量结果。     

药柱冲击波在有机玻璃中的衰减特性研究

用作图法得到了药柱与有机玻璃隔板界面处的冲击波压力,利用AUTODYN 6.1软件模拟了药柱冲击波在有机玻璃隔板中的衰减过程,并用锰铜压力计法测量了药柱冲击波在不同厚度有机玻璃隔板中的压力,并根据理论公式计算了有机玻璃中相应的冲击波速度、波后质点速度和密度。结果表明,理论计算结果、数值模拟结果与试验测量结果一致,并根据试验结果得到了冲击波压力在有机玻璃中的衰减规律;AUTODYN 6.1软件能够准确地预测冲击波在有机玻璃隔板中的衰减特性。     

LY12-M铝中冲击波衰减机理的实验研究

 应用锰铜压阻计测量了峰压为4.92 GPa的平面冲击波在LY12-M铝中的衰减规律，对试样进行了正电子寿命谱探测和维氏显微硬度测试，分析了位错等缺陷对冲击波非流体动力学衰减的影响，同时还对LY12-M铝的冲击硬化效应进行了探讨。     

高强混凝土气体炮试验与高压状态方程研究

采用一级气炮加载技术和锰铜压力计测试技术, 对C100混凝土在一维应变条件下的冲击特性进行了实验测量和分析. 基于锰铜压力计测量的压力波形, 通过拉格朗日分析得到了各拉氏位置的相关物理量, 实测压力波形显示: 不同位置处的压力波形在迅速上升至峰值后均随时间逐渐衰减, 而冲击波峰值又随传播距离而衰减,于是将损伤引入状态方程, 再从这些物理量出发, 得到了多项式形式Grüneisen型状态方程中的各项系数.     

JB9014炸药在常温和-54 ℃低温下冲击引爆压力场发展的实验研究

 应用锰铜压力计对钝感高能炸药JB9014在常温和-54 ℃下冲击起爆压力场的发展进行了实验研究。在-54 ℃下压力场的发展图像揭示出JB9014炸药遵循均质炸药起爆机理,而常温下的这种图像表明其兼备均质和非均质炸药起爆机理;在-54 ℃下JB9014炸药的冲击感度比常温下低得多;无论是在常温下还是在-54 ℃低温下,JB9014炸药的冲击感度均比具有相同TATB/粘结剂配比的PBX-9502炸药的低。