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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 31 毫秒
1.
 采用任意反射面激光干涉测速(VISAR)系统,对高纯铝(纯度为99.999%)材料开展了层裂实验研究,获得了未完全层裂和完全层裂样品的自由面速度剖面。基于实验测量中观察到的层裂回跳(Pullback)信号的脉冲宽度、速度幅值差异以及回跳信号上升过程中的两次速度斜率变化特征,详细讨论了高纯铝材料从出现损伤到完全断裂的过程中波剖面演化的行为特征。结合“软回收”样品的细观分析,指出这些自由面速度变化特征可能与材料中应力波的能量释放速率以及材料中晶粒的断裂行为密切相关。研究结果可以为延性金属损伤断裂的演化过程提供有意义的认识。  相似文献   

2.
The Hugoniot elastic limit and the spall strength of aluminum and copper samples pressed from a mixture of a metallic powder and 2–5 wt % C60 fullerene powder are measured under a shock loading pressure up to 6 GPa and a strain rate of 105 s?1 by recording and analyzing full wave profiles using a VISAR laser interferometer. It is shown that a 5% C60 fullerene addition to an initial aluminum sample leads to an increase in its Hugoniot elastic limit by an order of magnitude. Mixture copper samples with 2% fullerene also exhibit a multiple increase in the elastic limit as compared to commercial-grade copper. The elastic limits calculated from the wave profiles are 0.82–1.56 GPa for aluminum samples and 1.35–3.46 GPa for copper samples depending on the sample porosity. The spall strength of both aluminum and copper samples with fullerene additions decreases approximately threefold because of the effect of high-hardness fullerene particles, which serve as tensile stress concentrators in a material under dynamic fracture.  相似文献   

3.
裴晓阳  彭辉  贺红亮  李平 《物理学报》2015,64(5):54601-054601
研究了加载应力幅值对延性金属高纯无氧铜动态损伤演化特性的影响. 层裂实验在一级轻气炮上开展, 利用不同的飞片击靶速度实现不同加载应力幅值(2.5 GPa, 2.75 GPa和3.75 GPa), 采用DISAR位移干涉诊断技术测量样品自由面的速度剖面, 利用基于白光轴向色差的表面轮廓测试技术测试软回收的样品截面. 结果显示: 随着加载应力幅值的升高, 层裂强度几乎没有变化, 但自由面速度剖面上Pull back信号后的回跳速率和幅值显著增大, 损伤演化速率显著升高.进一步分析表明: 延性金属动态损伤演化过程中微孔洞成核对加载应力幅值单一因素不敏感, 但加载应力幅值是微孔洞长大和聚集的主导因素之一.  相似文献   

4.
在神光-Ⅱ装置上利用强激光加载铝材料进行高应变率(高于106s-1)层裂实验,研究不同初始温度下高纯铝材料的动态损伤特性。采用任意反射面速度干涉仪测量样品自由面速度剖面,由自由面速度剖面计算纯铝样品层裂强度与屈服应力。结果表明:随着温度升高,材料层裂强度减小,屈服应力增大。对激光加载前后样品进行金相分析,观察不同初始温度下纯铝材料的微介观结构变化及其损伤特性。结果表明:随着温度升高,样品晶粒尺度缓慢增大,但在873K(近熔点)时晶粒尺度急剧增加;层裂面附近小孔洞数目较多,孔洞尺寸也较大,而远离层裂面处,孔洞数目相对较少,且尺寸也较小;材料的断裂方式随温度升高由沿晶断裂为主逐渐变为穿晶断裂为主。  相似文献   

5.
A statistical model of dynamic spall damage due to void nucleation and growth is proposed for ductile materials under intense loading, which takes into account inertia, the elastic-plastic effect, and initial void size. To some extent, void interaction could be accounted for in this approach. Based on this model, the simulation of spall experiments for copper is performed by using the Lagrangian finite element method. The simulation results are in good agreement with experimental data for the free surface velocity profile, stress record behind copper target, final porosity, and void concentrations across the target. The influence of elastic-plastic effect upon the damage evolution is explored. The correlation between the damage evolution and the history of the stress near the spall plane is also analyzed.  相似文献   

6.
张凤国  周洪强  胡军  邵建立  张广财  洪滔  何斌 《中国物理 B》2012,21(9):94601-094601
A statistical model of dynamic spall damage due to void nucleation and growth is proposed for ductile materials under intense loading, which takes into account inertia, elastic-plastic effect, and initial void size. To some extent, void interaction could be accounted for in this approach. Based on this model, the simulation of spall experiments for copper is performed with the Lagrangian finite element method. The simulation results are in good agreement with experimental data for the free surface velocity profile, stress record behind copper target, final porosity, and void concentrations across the target. The influence of elastic-plastic effect upon the damage evolution is explored. The correlation between the damage evolution and the history of the stress near the spall plane is also analyzed.  相似文献   

7.
The spallation behaviors of AI+0.2 wt% ~(10)B targets and neutron irradiated AI+0.2 wt% ~(10)B targets with 5 nm radius helium bubble subjected to direct laser ablation are presented. It is found that the spall strength increases significantly with the tensile strain rate, and the helium bubble or boron inclusions in aluminum reduces the spall strength of materials by 34%. However, slight difference is observed in the spall strength of unirradiated samples compared with the irradiated sample with helium bubbles.  相似文献   

8.
铝纳米晶的低温导电特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
孙丽俊  代飞  罗江山  易勇  杨蒙生  张继成  黎军  雷海乐 《物理学报》2016,65(13):137303-137303
采用真空热压技术将电磁感应加热-自悬浮定向流法制备的铝纳米粉末压制成块体样品.通过X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜及X射线能谱分析了铝纳米晶的微观结构,并用四探针法测量了不同温度下(8—300 K)样品的电阻率,研究了铝纳米晶的电阻率(ρ)随温度的变化规律.结果表明:由于晶界(非晶氧化铝)对电子的散射以及晶界声子对电子的散射效应,低温(40 K)下,铝纳米晶的本征电阻率随温度变化关系明显不同于粗晶铝,不仅呈现出T~4变化,还表现出显著的T3变化规律.因晶界等缺陷和非晶氧化铝杂质对电子的散射,铝纳米晶残余电阻率比粗晶铝电阻率大5—6个数量级.  相似文献   

9.
祁美兰  贺红亮  晏石林 《物理学报》2007,56(10):5965-5968
以高纯铝(99.999%)作为延性金属的模拟材料,在一级气体炮上开展了一维应变平面冲击波加载实验.通过对不完全层裂的回收样品进行细观微损伤统计分析,讨论了高纯铝动态破坏时发生的临界行为.文中定义拉伸应力和拉伸作用时间的乘积为拉伸(作用)冲量,统计发现:随着拉伸冲量的增加,样品中的损伤呈现明显的临界行为特征:当拉伸冲量较小时,损伤以线性方式缓慢增长,当拉伸冲量足够大,且超过一定的临界阈值以后,损伤以幂指数形式快速增长.初步实验结果表明,高纯铝的拉伸冲量临界阈值约为0.34GPa·μs,对应的损伤临界值约为0.12.  相似文献   

10.
AD95陶瓷的层裂强度及冲击压缩损伤机理研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
孙占峰  贺红亮  李平  李庆忠 《物理学报》2012,61(9):96201-096201
采用激光位移干涉测试技术测量了AD95 陶瓷在一维应变冲击压缩下的自由面或样品/窗口界面粒子速度剖面, 确定了层裂强度及其与加载应力的变化关系, 在此基础上讨论了冲击压缩损伤程度与加载应力的关系. 研究结果表明: AD95陶瓷发生冲击压缩损伤的阈值应力约为3.7 GPa, 小于其雨贡纽弹性极限(HEL, 约5.47 GPa); 小于阈值应力不发生冲击压缩损伤, 层裂强度随加载应力的增加逐渐增大; 大于阈值应力冲击压缩损伤快速发展, 层裂强度迅速降低; 在HEL附近层裂强度降低到零, 丧失了抗拉能力, 表明材料发生了严重的冲击压缩损伤.  相似文献   

11.
一种新的概念性层裂模型   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
 在重建Cochran-Banner模型的基础上提出了一种新的概念性层裂模型。这种新模型仅保留Cochran-Banner模型中的强度函数,重新定义损伤,并抛弃了基本假设:一旦微损伤形成,使微损伤演化远远易于使固体进一步体积应变,进而修正了差分微元中固体比容的计算。在新的模型中,一旦拉伸应力达到层裂强度,重新定义的损伤将由强度函数确定的应力松弛方程、计及损伤的能量守恒方程、状态方程以及本构方程等一系列封闭方程组确定。新模型中也仅包含两个参数:层裂强度及临界损伤度,它们的确定能使在一定初、边值条件下的层裂试验的数值计算结果与实验测得的靶自由面速度历史或靶-低阻抗界面应力历史以及回收观测的层裂面上的损伤一致。强调指出,选定强度函数或应力松弛方程提供了确定损伤的可能,同时排除了任何外加的损伤演化方程。  相似文献   

12.
为揭示不同围压下硬岩在破坏过程中的力学性质和能量演化规律,基于RMT-150B岩石力学试验系统对花岗岩试样进行不同围压条件下常规三轴压缩试验。研究结果表明:岩样的峰值应力和围压具有较强的线性关系,利用Mohr-Coulomb强度准则求出花岗岩的黏聚力为23.548 MPa,内摩擦角为57.629°。围压对花岗岩加载破坏过程中能量演化的影响显著,岩石的峰值能量、弹性应变能以及耗散能都随着围压的增大而增大,且两者呈线性增加关系。根据岩石的线性储能规律,提出了确定岩石应力阈值的方法。围压越大,起裂应力和扩容应力越大,且岩样起裂点处与扩容点处的能量也越大;当围压较低时,岩石破坏前储存的能量较少,破坏时能量释放速率低,岩样表现为典型低劈裂破坏;在高围压情况下,能量快速释放,岩样表现为剪切破坏。基于能量演化规律,提出了岩石损伤演化模型,得到了花岗岩的损伤变量D在不同围压下加载破坏过程中的演化规律。  相似文献   

13.
金鑫鑫  金峰  刘宁  孙其诚 《物理学报》2016,65(9):96102-096102
颗粒体系是典型的多体相互作用体系, 具有多重的能量亚稳态. 对于准静态颗粒体系, 引入构型颗粒温度Tc描述弹性势能涨落. 本文认为平衡的体系具有一定的构型颗粒温度Ta, 其量值反映了其结构特征. 当外界扰动激发的构型颗粒温度超出Ta时, 产生不可逆过程. 通过对应力松弛过程的分析, 发现(Tc-Ta)激发了弹性弛豫, 且(Tc-Ta)越大则松弛过程中应力变化越大, 最终构型颗粒温度Tc→Ta时,宏观应力松弛结束,体系达到新的能量亚稳态.  相似文献   

14.
动态损伤演化的空间不连续性实验研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
彭辉  李平  裴晓阳  贺红亮  程和平  祁美兰 《物理学报》2013,62(22):226201-226201
对冲击加载下高纯铝的损伤演化进行了实验研究. 利用基于白光轴向色差的表面轮廓测试技术测试冲击加载“软回收”的样品截面, 对测试结果进行三维重构和损伤量化计算. 结果表明: 受到孔洞形核效应、尺寸效应和应力松弛作用, 在损伤演化早期, 损伤度随着空间的分布是不连续的, 除最大损伤度以外还存在一个次高峰. 在损伤演化后期, 受到贯穿作用的影响, 损伤度增量随空间的分布也是不连续的, 贯穿区域损伤度迅速增加, 损伤度曲线的次高峰特征消失. 关键词: 高纯铝 冲击波 损伤演化 空间不连续性  相似文献   

15.
With an impact velocity varying from 196.9m/s to 317.9m/s and ratios of flyer/sample thickness of 2:4 and 3:6, the free-surface velocity profiles of the shock compressed high purity aluminium (HPA 99.999%) samples are measured with a velocity interferometer system for any reflector. Based on the vibrating features of the velocity profiles, the damage behaviour of HPA is analysed. The results indicate that the vibrating amplitude increases with increasing shock stress, and the subsequent reverberations describing the spall become more obvious. When the shock stress in the material is below a critical or smaller than the threshold level, the free-surface velocity profile replicates virtually the form of the compression pulse inside the sample. When the impact stress exceeds a critical value (1.4 GPa), the micro damage would appear, and the free-surface velocity profile changes significantly, showing a series of short-duration reverberations in the profile. When the impact stress exceeds the threshold of damage, a compressive disturbance called the "spall pulse" appears in the free-surface velocity profile, and the subsequent reverberation becomes regular again. The measured spall strength of HPA is much higher than those of commercially pure aluminium reported in many references. In addition, the strength of HPA is similar to that of single-crystal aluminium.  相似文献   

16.
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  相似文献   

17.
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.  相似文献   

18.
彭辉  裴晓阳  李平  贺红亮  柏劲松 《物理学报》2015,64(21):216201-216201
本文对平面冲击加载下高纯铜初始层裂的微损伤特性进行了研究. 利用准三维的表面轮廓测试技术, 对冲击加载“软回收”的样品截面进行测试. 通过对测试数据的重构、量化和统计分析, 结果表明: 拉伸应力持续时间和加载应力幅值的增加, 都会加剧样品内部损伤局域化程度. 样品内损伤区域宽度是亚微米尺度的损伤演化的结果, 并且亚微米尺度的演化速率随着拉伸应变率的增加而单调递增. 通过统计获得了样品内微损伤的尺寸分布特征, 并分析了其与损伤演化进程的关联.  相似文献   

19.
 采用圆柱体胞模型分析方法,对球形微孔洞在不同加载应变率条件下的动力学响应行为进行了有限元分析,计算结果表明:在微孔洞稳定增长阶段,惯性对微孔洞的快速增长起着关键性作用,其它因素的影响基本可以忽略,微孔洞半径增长率与平均应力的平方根成正比。提出了一个微孔洞增长惯性机制的损伤度演化方程,结合逾渗软化函数描述微孔洞聚集行为,从而构建了一个新的动态拉伸断裂模型,并通过自定义材料模型子程序,把断裂模型嵌入LS-DYNA程序中,对无氧铜平板撞击层裂实验进行了数值模拟研究,计算结果与实验结果的比较令人满意,初步检验了新模型的实用性。  相似文献   

20.
In order to understand the factors dominating grain boundary sliding, stress change tests and stress reversal tests were conducted on aluminum bicrystal specimens with high angle grain boundaries. It is found that small change in stress results in the remarkable change in the rate of grain boundary sliding. Stress reversal tests showed that grain boundary slide hardening does not work for the sliding to the direction opposite to that before the stress reversal. Mean internal stresses for the dislocations contributing to grain boundary sliding are experimentally measured by a method consisting of stress change and annealing. It is found that the velocity of dislocations in the grain boundary is in proportion to the mean effective stress.  相似文献   

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