激光与材料相互作用研究中的气体物理学

强激光辐照材料时,烧蚀蒸气吸收部分或全部激光辐射,成为部分离化等离子体.它的传播称为激光支持的吸收波(LSAW).LSAW屏蔽入射激光,同时发射易被材料表面吸收的短波长辐射.研究这些过程,可用辐射流体力学描述蒸气的运动。为了求解辐射流体力学方程,必须利用气体物理力学方法,算出蒸气的状态方程和不透明度.本文对涉及的一些气体物理力学问题,进行了概略介绍.     

激光与材料相互作用数据库系统的设计

用POWERBUILDER8.0和ORACLE9i设计了包括材料名称、表面状况描述、几何尺寸、激光参数、损伤模式、损伤阈值和实验条件等激光与材料相互作用数据库系统。可对激光与材料相互作用的参数数据进行输入、输出和任意条件组合的查询,可以把参数按ANSYS输入文件格式输出,作为ANSYS程序的输入文件,还可对数据库进行维护。     

激光驱动固体材料状态方程实验研究进展

论述了激光驱动固体材料状态方程实验研究的目的和意义,对激光驱动固体材料状态方程测量的3种基本方法进行了分析比较.综述了国内外激光状态方程实验研究的发展现状,介绍了该实验研究中新的诊断方法.      

气体与表面相互作用——最新的观察与解释

在过去十年内，随着计算机的广泛使用和性能的显著提高，稀薄气体动力学研究的课题更加充实丰富，在实验方法和仪器设备方面也有重要进展．本文第一部分叙述粒子 表面动力学的最新研究进展，其中发现选定状态的离子的速度和转动能是入射束的离开方向和参数的函数．最近，与实验一起进行了大量计算机模拟，表明二者相结合的研究是很有益的．在束流实验中，所产生的散射粒子的速度分布和密度与数值模拟结果符合得很好．第二部分介绍了更直接地与非常高的大气层中的飞行和测量相联系的气体 壁面相互作用的研究．本节从考察一些年前完成的离子束与表面相互作用开始．它提供了很有参考意义的与现代研究结果的比较，并给出了有用的标准．本文接下去探讨了“火星探索者”外形，它在过去几年内一直是一些风洞和计算研究的课题．对Ｎａｖｉｅｒ Ｓｔｏｋｅｓ方程和ＤＳＭＣ计算结果进行了有趣的比较     

分子法激光分离同位素中的物理化学气体动力学研究

尽管激光分离同位素(LIS)才出现十几年,但由于其突出优点,受到世界各国的重视,发展极快。其中有大量课题与力学紧密相关,但迄未见到从这两个乍看起来关系不大的学术领域的结合上作出的总结和评述。本文希望填补这一空白。1.激光同位素分离从天然矿物或人工产物中将对人类用处较大的同位素分离出来,对于国民经济和军事应用十分重要。例如,天然矿物中铀235的含量只有约0.7%;而世界      

飞秒激光辐照铝材料的分子动力学数值模拟

采用大尺度分子动力学方法对飞秒激光辐照金属铝材料的效应进行了数值模拟。利用分子动力学方法给出了飞秒激光辐照后,材料表面发生熔化和喷溅,冷凝后形成一层很薄的多孔介质的物理图像,及产生的应力波传播过程等。数值模拟结果表明分子动力学方法可以用于飞秒激光对材料辐照效应的研究。     

爆炸荷载作用下围岩与地下结构的动力相互作用

利用ANSYS/LS-DYNA非线性显式动力有限元程序和流固耦合计算方法,对炸药在地下拱形结构上方岩石中垂直爆炸过程进行数值模拟,借助波动理论p-u Hugoniot线对爆炸冲击波在围岩与结构之间的传播和加卸载过程进行理论分析;得到了不同跨度拱形结构与围岩之间的最大相互作用力及相互作用力分布图。研究结果表明：冲击波由高阻抗围岩向低阻抗混凝土传播时,围岩卸载,应力减小;反向传播时,岩石加载,应力增大;爆距为5 m时爆炸冲击波对40 m跨度拱形结构整体产生拉压震荡,引起的震动效应显著。     

激光冲击喷丸与激光辐照LY12铝合金材料拉伸力学行为的实验研究

为了研究激光冲击喷丸与激光辐照处理后LY12铝合金材料的微尺度变形特点和失效机理,对经过不同激光功率密度处理后的LY12铝合金材料,在扫描电镜下进行了原位拉伸力学行为和失效机理研究。在扫描电子显微镜（SEM）下,得到各组试件的拉伸载荷曲线和不同载荷下的微观区域图像,并利用数字图像相关技术进行不同载荷下的微观区域全场变形分析,并对拉伸断口形貌也进行了分析。研究表明：激光处理的功率大小对LY12铝合金拉伸最大载荷有明显的影响,激光处理的交界处有较强的应变集中。     

固体材料高功率激光斜波压缩研究进展

利用高功率激光诱导的应力波对固体材料进行高应变率斜波压缩,是近年来快速发展的新型动高压实验技术。与传统加载手段不同,它可以在数ns时间内以极高的应变率(106~109 s-1)将薄样品平滑加载到数千万大气压,并仍然保持其固体状态。结合多种先进的诊断技术,可以测得样品材料的热力学、动力学参数和原位微观结构特性,是研究动高压物理、物态方程和高应变率动力学问题的先进途径。本文梳理了这种技术的发展历程,对其加载和诊断技术以及已取得的主要结果进行综述,并展望了其发展前景。     

土中爆炸波与地下结构相互作用计算方法研究综述

土中爆炸波与结构相互作用是地下工程结构抗爆计算的理论基础,理论研究中通常在宏观试验基础上,引入合理的介质动力本构模型分析波动问题。针对工程防护中的计算模型和解析方法,综述了岩土介质中爆炸波与结构相互作用的现状和研究进展,内容包括土的动力本构模型,自由场中爆炸波的传播、爆炸波与箱型、圆柱形和直墙圆拱型等地下结构的相互作用等。重点阐述了常用的非饱和土和饱和土的动力本构模型、考虑松弛效应的土的综合弹塑性模型,一维平面波在不均匀介质和分层介质中的传播及地下结构爆炸荷载计算方面的研究成果,分析了各种模型和计算方法的适用范围和存在问题。

     

从优化设计理论谈材料力学中的等强度超静定梁

工程中常用的梁结构因各横截面上的弯矩不同,采用等截面梁时,材料不能得到充分利用,经济性较差。若采用等强度梁,可以使所有截面上的最大应力同时达到材料的许用值,充分挖掘梁结构的承载潜能,提高材料利用率。本文从优化设计角度出发,求解等强度梁截面几何尺寸沿轴线变化的情况,有助于在一般情况下深化对等强度梁设计的理解。

     

复合材料及其结构的非线性力学问题

本文根据最近文献及新近进展,讨论了复合材料及其结构的非线性力学问题,这是一个在实用上和理论上很重要并且越来越重要的问题。      

贯穿力学史主线的经典力学教学探讨1)

经典力学主要涵盖牛顿力学、拉格朗日力学及哈密顿力学等三大部分内容。现行高校教育体系下所开设的理论力学课程,承担了经典力学基础知识普及的教学重担。历经数百年发展所臻于完善的经典力学体系,对于绝大数理工科学生来说不啻为一大挑战。在教学中,融入并贯彻力学史主线的经典力学教学,可带来意想不到的良好效果。     

功能梯度材料与结构的若干力学问题研究进展

功能梯度材料的宏观材料特性在空间上是连续变化的,因此即使在线弹性理论范围内,由于控制偏微分方程是变系数的,相应的力学分析具有很大的挑战性.综述了功能梯度材料与结构若干力学问题的最新研究进展,包括功能梯度材料梁、板、壳结构的解析解与半解析解以及简化理论的研究、功能梯度材料结构的数值计算方法研究、功能梯度材料的断裂力学研究.最后对未来功能梯度材料与结构的力学研究进行了展望.     

第一届全国物理力学青年学者学术研讨会报告综述

简要介绍了第一届全国物理力学青年学者学术研讨会的情况,对与会学者所做的报告内容进行了总结.      

岩土类颗粒物质宏-细观力学研究进展

岩土类颗粒物质在自然界、工程建设以及日常生活中普遍存在,其运动特性的研究在力学界已经开展了几十年.在近20年开展的一系列小尺寸物理实验中,颗粒物质表现出许多新奇现象,人们从物理角度开展了系统研究,在统计力学中,颗粒固体的流体动力学等理论研究以及实验检测技术等方面都取得突破性进展,深刻地揭示了颗粒材料的物理机制,促使力学...     

冷压状态方程计算的新方法和材料相图的研究

本文运用位力(virial)定理严格地给出了材料的冷压状态方程.本文的理论没有引入对系统势能的任何假定,只需计算系统的总动能,因而在状态方程的研究上得到了新的进展.本文采用了经典TFD统计模型,给出了计算材料状态方程的新方法.此方法可以运用于整个凝聚体系统,从零压开始计算材料各个压缩度下的压力,考虑到经典TFD模型的统计与真实量子力学统计之间的差异.此方法对每种元素的总动能计算作了修正.用此状态方程的新方法计算,可以得到在整个压缩度范围(包括零压附近)压力与实测值一致的冷压状态方程, 对Li,Na,Al,Fe,Ag和U等元素以及Fe-Ni,Al-Cu等二元合金进行了数值计算,结果与实测值符合得较好. 文中还探讨了材料相图的理论研究.冷压状态方程计算的新方法和相图的理论研究将为材料的设计提供依据.      

材料力学中小变形假设辨析

本文展示了小变形假设在材料力学教学内容中的作用,辨析了小变形假设成立的原则。