激光冲击强化过程中蒸气等离子体压力计算的耦合模型

首先基于系统能量守恒条件,提出了一种计算蒸气等离子体压力的一维耦合计算模型。模型中不 仅考虑了蒸气等离子体界面压力与质点速度的非线性效应,同时也考虑了界面烧蚀所致的运动速度,将蒸气 等离子体的膨胀与约束介质的变形耦合。在耦合模型的基础上,采用显式差分计算程序与显式有限元计算程 序LS-DYNA互相迭代求解的方法,对不同激光功率密度分布下的蒸气等离子体压力进行了计算。结果表 明,计算结果与实验测量结果具有很好的一致性,证明了计算模型的合理性。     

Studies on the dynamic buckling of circular plate irradiated by laser beam

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｙｎａｍｉｃｂｕｃｋｌｉｎｇｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｉｌｕｒｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ,ｗｈｉｃｈｉｓｉｒｒａｄｉａｔｅｄｂｙｓｔｒｏｎｇｌａｓｅｒｂｅａｍ .Ｂｕｃｋｌｉｎｇｗｉｌｌｒｅｓｕｌｔｉｎｔｈｅｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｅｎｄｕｒｉｎｇｌｏａｄｉｎｇａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｃａｕｓｅｓｏｍｅｏｔｈｅｒｆａｉｌｕｒｅｓ.Ｉｎｔｈｅｓｏ＿ｃａｌｌｅｄ“ｒｅｖｅｒｓｅｐｌｕｇｇｉｎｇｅｆｆｅｃｔ” …     

反冲塞效应的热弹性理论分析(Ⅰ)──温度场分析*

本文对我们新近发现的长脉冲激光束对金属薄片材料的一种新的破坏方式──“反冲塞”效应进行了温度场分析,用Hankel变换和Laplace变换,得到了温度场的精确解,以激光束的空间分布为均匀分布和高斯分布为例对温度场进行了计算,结果表明激光束的空间均匀分布是产生反冲塞效应的主要原因。     

研究金属中激波构造与衰减的一个物理模型

本文给出了研究金属中激波构造与衰减的一个物理模型.为了建立高速形变下材料的本构方程和研究激波过渡带的构造,需要考虑二个独立的理论方面.首先,将比内能分解成弹性压缩能和弹性形变能,而将形变能作为弹性应变和熵的函数展开到三阶项,其中考虑了热与机械能的耦合效应.其次,从位错动力学角度建议了一个塑性松弛函数以便描述高温、高压下塑性流动的特性.另外,本文给出了一个常微分方程组用以计算定态激波过渡带中各状态变量的分布以及激波的厚度.倘若假定在激波上熵的跳跃可以忽略,并用Hugoniot压缩模量代替等熵压缩摸量,可以获得一个分析解.最后,本文还提出了求解平板对称碰撞中激波波头衰减的一个近似方法。     

正交各向异性功能梯度材料反平面裂纹尖端应力场

采用积分变换-对偶积分方程方法,研究了正交各向异性功能梯度材料反平面裂纹问题,文中假定材料沿两个主轴方向的剪切模量成比例按双参数梯度模型变化,通过求解对偶积分程并考虑变形Bessel函数的渐特性,推导出了裂纹尖端应力场,最后考察了材料非均匀性及正交性对应力强度因子的影响。     

功能梯度材料裂纹尖端动态应力场

研究受反平面剪切作用的功能梯度材料动态裂纹问题,通过积分变换-对偶积分方程方法推出了裂纹尖端动态应力场,时间域内的动态应力强度因子由Laplace数值反演获得,研究结果表明功能梯度材料的梯度越大,相应的裂纹问题的动态应力强度因子值越低。     

爆炸应力波在各向同性损伤岩石中的衰减规律研究

通过对一维应力波在Hopkinson压杆之间的试件内的衰减及折反射关系分析 ,导出了衰减率的表达式 ,然后对含损伤的岩石试件进行冲击实验 ,得到了衰减率与初始损伤的关系式 ,从而提供了一种测定衰减率的实验方法。通过应力等效模拟 ,得到了球面与柱面爆炸应力波的衰减规律。     

含热传导的冲击动力学有限元程序的研究与应用

从有限变形的基本框架出发 ,建立了含热传导的冲击动力学基本控制方程和合适的初边条件。应用变分原理和伽辽金方法得出了控制方程相应的有限元列式 ,并探讨了数值计算中的几个关键算法 ,主要包括构型转换、旋转张量的算法、本构算法以及计算流程和程序框图等。利用自行研制的程序 ,对长脉冲激光辐照下靶目标的变形和破坏、冲击压缩变形及变形局部化等问题进行了数值模拟和研究 ,所得结果与实验和理论分析相吻合。     

冲击压缩下玻璃等脆性材料中失效波的研究进展

失效波的研究始于Rasorenov和Kanel发现K19玻璃样品后自由表面速度时程曲线上有反常再压缩信号。失效波是二十世纪九十年代冲击动力学研究领域的一个重要发现,它是指在一维平面应变冲击压缩下,在玻璃等脆性材料中由冲击波引起的一种独特的失效或破坏现象。较为系统地回顾近年来对失效波的研究工作,评述了研究现状、最新结果、发展趋势、研究方法和实验手段,对尚存的问题进行了分析讨论,并介绍了玻璃材料的基本特性。最后简单汇报了作在这方面的研究工作和取得的阶段性结果。     

固体中的激波构造

由于测试技术的发展,固体中激波过渡带构造的测量与理论研究,近年来在爆炸力学的基本研究中已形成一中心课题。其方法是利用位错动力学的知识,试定塑性流函数,来计算激波过渡带中各参量分布,并与观察结果比较。由于目前位错动力学本身发展还不成熟,因此对试定流函数正确与否,只能依赖大量的数值计算,在可调参数较多的情况下,就容易造成概念上的含混和分析上的困难。 本文认为,此类问题的研究,应先多作物理模型分析,我们选强度为几十万大气压以上的定常激波为研究对象,是因为在这特定条件下,可以大大减少可调节参数的数目。这样所得的结果,物理意义明确,易定取舍。本文所得结果是:给出计算激波过渡带中各力学量分布的方法;指出主要调节参数应为起始位错密度与饱和位错密度之比;另外在激波强度增至几十万大气压时,过渡带的厚度在量级上未见减少,仍为10~(-2)—10~(-3)厘米。