强脉冲激光束引起圆柱壳动屈曲破坏的理论估算

1 引言研究强激光对靶材破坏的机理,主要目的在于确定破坏阈值.高强度短脉冲激光束辐照靶材时,靶面物质由于汽化、电离向外喷射对靶材产生反冲冲量,高速冲击可能引起材料层裂等早期材料破坏效应以及由于大变形和大应变而产生的后期结构破坏效应,结构破坏阈值一般比材料破坏阈值低.本文先假设一均匀的强脉冲激光束辐照到铝材料的圆柱壳体时,壳体将受到一余弦分布的脉冲载荷,然后根据Andcrson 的假设认为壳体的变形达到某一临界值时,就会     

脉冲激光对薄靶产生的“反冲塞”效应

<正> 我们报道了实验中发现的有关长脉冲激光引起靶材破坏的新模式——“反冲塞”效应。这和迄今人们熟悉的激光引起层裂、热烧蚀、熔化、气化及等离子体吸收等现象的破坏机理不同。实验中我们采用自行研制的多功能高功率钕玻璃多棋激光器,激光参数是:波长1.06μm,脉宽300μs,平均功率由度10~5—10~0W/cm~2,光束直径4—10mm。靶材分别选用50μm、厚的Ly-12铝片和90μm厚的H65黄铜片。用CCD和能量计分别测得激光时空波形。时间波形近似指数衰减,而空间分布近似为双高斯。由于功率密度较低,在作用时间内靶面未出现明显熔化与气化。但被辐照部分的靶材      

激光破坏机理研究的一个新进展

当入射激光的波长、辐照时间、平均功率密度保持相同的条件下，改变激光的时。空结构会产生不同的破坏模式，在上述激光基本参数不变时，如何合理选择激光的时。空分布以便达到最佳的破坏效果，这类问题可称之为激光破坏机理研究中的反问题。迄今为止，人们对这一“反问题”的研究甚少。本文利用非高斯空间分布激光辐照黄铜薄片材料，产生了一种特殊的破坏模式──反冲塞效应，并对此进行了较系统的实验与理论分析，激光破坏反问题的提出和初步探索是研究激光破坏机理的一个新概念和新进展。     

激光辐照与拉伸预应力作用下复合材料试件的破坏研究

对复合材料T300/FAG80试件在室温及激光辐照下的力学性能进行了测试,得到材料的纵横向有效弹性模量以及拉压破坏强度,并分析激光参数对于材料力学性能的影响.试验采用波长为1064nm的Nd:YAG连续输出激光器,在不同拉伸预应力下,以不同功率密度激光辐照复合材料,并使用高速摄像机进行同步观测,对烧蚀破坏机理进行了分析并预测激光强度对于材料性能影响的趋势走向.使用有限元软件对激光辐照复合材料试件破坏时间进行数值建模,将计算结果与试验结果相对比,数据基本吻合.     

激光辐照诱导的热与力学效应

对激光辐照诱导的热与力学问题研究进展进行了综述,包括材料在高温、高升温速率下的本构关系,典型薄板和柱壳等结构在激光辐照下的热力破坏效应,多层材料体系的激光破坏行为等几个方面,并着重介绍了包含相变与烧蚀过程的激光破坏分析模型与机制研究,激光辐照效应的流–热–固耦合数值模拟方法,以及短脉冲激光引起的冲击与破坏机理等方面的研究新进展。     

热-力联合作用下柱壳结构变形的计算分析

本文研究了激光连续加热和恒内压作用下柱壳结构的变形规律。以4340钢材料作为研究对象，其本构方程选用热粘塑性本构模型（Johnson-Cook模型）；选取某一应变率为临界值（本文中临界应变率取为1s^-1)。考察了激光功率密度，预载荷大小，激光作用时间等对结构变形规律的影响。主要结论有：结构失稳是导致激光辐照下充内压柱壳破坏的重要原因；激光功率密度和内压越高，结构破坏时间越短；根据辐照时间的长短，预测到了结构急速破坏，延迟破坏和不破坏三种模式。本工作对于深入认识激光作用下预载结构的热－力联合破坏有一定意义。     

全氟聚醚润滑油的摩擦学研究进展

对全氟聚醚(PFPE)作为润滑油的研究和应用进行了综述,介绍了PFPE的基本性能,分析了其在大气及真空环境中的摩擦磨损性能,评述了PFPE在大气及空间条件下的润滑和失效破坏机理,指出了发展新型空间润滑剂的必要性.     

用于模拟颗粒增强复台材料破坏过程的梁-颗粒细观模型的实验验证

本文的主要目的是验证梁－颗粒细观模型在模拟混凝土和砂岩类颗粒增强复合材料连续破坏过程的有效性。文中首先介绍了梁－颗粒细观数值模型的基本原理，然后给出了由细钢丝粘结成的正方体试件的单轴抗压实验结果，最后用梁－颗粒细观模型对物理实验进行了数值模拟。研究结果表明，物理实验和数值模拟所得到的试件破坏模式和荷载－位移曲线，两者基本一致。从而初步证明了梁－颗粒细观数值模型是模拟颗粒增强复合材料破坏过程，以及解释其损伤机理的一个有效工具。     

Progress in thermal-mechantical effects induced by laser

对激光辐照诱导的热与力学问题研究进展进行了综述,包括材料在高温、高升温速率下的本构关系,典型薄板和柱壳等结构在激光辐照下的热力破坏效应,多层材料体系的激光破坏行为等几个方面,并着重介绍了包含相变与烧蚀过程的激光破坏分析模型与机制研究,激光辐照效应的流-热-固耦合数值模拟方法,以及短脉冲激光引起的冲击与破坏机理等方面的研究新进展.     

激光辐照诱导的热与力学效应

对激光辐照诱导的热与力学问题研究进展进行了综述,包括材料在高温、高升温速率下的本构关系,典型薄板和柱壳等结构在激光辐照下的热力破坏效应,多层材料体系的激光破坏行为等几个方面,并着重介绍了包含相变与烧蚀过程的激光破坏分析模型与机制研究,激光辐照效应的流–热–固耦合数值模拟方法,以及短脉冲激光引起的冲击与破坏机理等方面的研究新进展.     

物理气相沉积减摩与耐磨薄膜

在摩擦学研究的基础上，综合评述与探讨了物理气相沉积薄膜摩擦和磨损的机械－化学作用机理；根据这种机理分析讨论了对物理气相沉积润滑和耐磨薄膜的基本要求，提出了实现这些要求的物理气相沉积的技术基础。     

描述岩石破坏的非线性共振模型

从分子之间作用势出发，根据固体物理学理论和激光共振原理，提出了一种描述岩石破坏全过程微观机理的物理模型，并给出了相应的本构微分方程组，且与多种岩样的实验结果进行了对比。     

界面动力学研究近况

界面动力学主要包括界面波动力界面动态断裂两人部分，本文评述了其主要研究课题的最新进展，并在此基础上展望了其发展趋势，指出界面模型研究、界面无损检测、界面动态损伤与破坏机理、界面动态断裂韧性及弹塑性面裂纹动态扩展等是当前最关心且急待解决的问题。     

脉冲激光在板状介质中的爆轰破坏

本文从激光作用时间内介质存在“假膨胀”的假设出发，采用圆柱模型研究了脉冲激光在板状介质内部产生的爆轰破坏机理。文中认为，当固体介质为各向同性且为板状时，可采用圆柱轴对称模型，并将激光作用点置于圆柱坐标系的原点。脉冲激光作用时，介质吸收光能导致圆柱体内压力增大，但在激光作用时间内体积不变，从而得到介质产生的压力脉冲的迁移效应。对位移波方程应用Ｌａｐｌａｃｅ变换和Ｆａｒｔｏｎｇｅｎ定理得到了位移波的解析解。     

抛物面型激光推力器的热力冲击响应

通过实验、机理分析和数值模拟系统地分析了大气模式激光推进中抛物面型推力器的热力冲击问题。在分析激光推进中存在的4种热载荷（入射、辐射、透射和运流）的基础上,建立了相应的热力耦合动态计算方法。多脉冲推进的计算温升与实验结果吻合。计算表明,入射吸收和高温辐射是造成抛物面型激光推力器温升的主要原因,并预测推力器在熔化前首先发生拉伸破坏,揭示了激光推进中热力冲击破坏的机理和严重性。     

用于模拟颗粒增强复合材料破坏过程的梁—颗粒细观模型的实验验证

本文的主要目的是验证梁－颗粒细观模型在模拟混凝土和砂岩类颗粒增强复合材料连续破坏过程的有效性，文中首先介绍了梁－颗粒细数值模型的基本原理，然后给出了由细钢丝粘结成的正方体试验的单轴抗压实验结果，最后用梁－颗粒细观模型对物理实验进行了数值模拟，研究结果表明，物理实验和数值模拟所得到的试件破坏模式和荷载－位移曲线，两者基本一致，从而初步证明了梁－颗粒细观数值模型及模拟颗粒增强复合材料破坏过程，以及解释     

清水介质条件下天然橡胶磨损45#钢的机理研究

为了提高流体机械和石油机械中橡胶－金属摩擦副的使用寿命，针对目前人们大都只着眼于改善橡胶耐磨性的现状，对清水介质条件下天然橡胶磨损４５＃钢的机理进行了研究．用扫描电子显微镜和Ｘ射线光电子能谱仪，对天然橡胶和４５＃钢表面磨损前后的微观形貌、元素的组成和结合能进行了分析，用傅立叶表面红外分析仪分析了天然橡胶磨损前后表面官能团的变化．结果表明：在给定的试验条件下，天然橡胶磨损４５＃钢的物理过程主要是滞留在摩擦表面的铁屑和添加剂颗粒对钢的微切削作用；摩擦界面发生的力化学反应主要有橡胶表面的分子链力裂解和氧化降解，橡胶大分子自由基与Ｆｅ反应生成Ｆｅ－高分子化合物，橡胶大分子链中的羧基与Ｆｅ的反应，以及Ｆｅ的氧化反应．橡胶磨损４５＃钢的过程是Ｆｅ与橡胶及介质之间发生力化学反应在４５＃钢表面形成化学反应膜，反应膜在微切削作用下脱落造成钢的磨损．这种磨损机理主要属于摩擦界面材料的化学－力学自催化破坏机理     

靶材表面粗糙度对GCr15钢表面激光毛化微突体形貌的影响

对不同粗糙度GCr15钢表面激光毛化微突体形貌的几何尺寸、金相组织及各区域表面显微硬度进行了分析.结果表明:粗糙钢表面对激光能量的吸收率高于镜面试样,因此粗糙表面激光毛化微突体的高度比镜面试样的略高;但粗糙表面微突体端部的淬火区组织会因金属蒸发而产生孔洞而降低表面的显微硬度,从而影响表面的耐磨性.为了得到较细化的金相组织而又不产生金属蒸发现象,在控制激光毛化参数条件下,应该尽可能地降低靶材的表面粗糙度,一般应保证Ra≤0.4μm.     

开采覆岩破坏工程地质预测的理论与实践

煤层开采造成的覆岩破坏范围和高度是水体下采煤留设防水煤岩柱和老采空区基岩稳定性评价的重要依据，本文以岩体工程地质力学为理论依据，对覆岩破坏机理和判据等进行了研究，详细分析了覆岩工程地质类型及其组合、岩体结构特征、地层倾角、地质构造、地应力、地下水及开采条件对覆岩破坏高度及发育规律的影响。文中提出了覆岩破坏预测的工程地质学方法，并给出了应用实例。     

失谐叶片-轮盘结构系统振动局部化问题的研究进展

对近２０年来国内外关于失谐叶片－轮盘结构系统振动局部化问题研究的进展进行了较为详细的评述和讨论,文中首先说明了振动局部化问题的基本概念,然后对失谐叶片－轮盘结构系统模态局部化和动态响应局部化在分析模型、求解方法及其基本性质和规律等方面的研究进展进行了较为全面的评述,最后提出了今后应深入研究的问题．