Johnson-Cook材料模型参数的实验测定

介绍一种通过Hopkinson拉伸实验、圆筒爆炸试验和计算机仿真来确定Johnson-Cook材料模型中相关常数的方法．     

异种不锈钢激光焊缝材料的动态本构关系

利用等应变测试法获取了304及316L激光焊接焊缝材料的准静态应力应变曲线,发现焊缝材料 具有明显的细晶硬脆化趋势。利用SHTB技术对304、316L及焊接构件材料高温动态力学性能进行了研究。 根据动态实验数据对不锈钢304及316L母材应变率及温度相关的Johnson-Cook本构方程参数进行了拟合。 利用LS-DYNA建立了SHTB动态拉伸实验数值模型,发现了在应力波加载初始阶段由于结构效应及材料 阻抗不匹配引起的应力不平衡现象。通过动态实验与数值模拟相结合的方法确定了焊缝材料的应变率相关 本构参数。     

激波与爆轰物理研究进展专辑 序

激波作为气体动力学最具特色的基本物理现象之一,表现出强间断与非线性的物理特征.激波能够在超/高超速气流内部诱导漩涡,生产复杂的气体物理过程;激波能够诱导热化学反应,构成了高温气体动力学和凝聚态爆轰动力学的学科基础;激波还能够压缩可燃气体和可燃气固两相物质实现其自点火,形成能够以超声速自持传播的燃烧激波—–爆轰波.激波与爆轰物理的相关研究已经有一百多年的历史了,在各种爆炸现象的预防与弱化及其应用与防护方面;在天体物理领域的超新星和恒星的演化乃至宇宙大爆炸理论探索方面;在现代武器技术和医疗技术领域的应用方面发挥了日益重要的作用.特别是     

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。     

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。     

激光辐照下圆薄板的动态屈曲研究

对强激光辐照下薄板（铜片）的动态热失稳过程进行了分析，得出了简支圆薄板在热冲击下发生的屈曲及后屈曲过程，并给出了临界激光功率密度与薄板厚径比的关系曲线，方法计入了温度分布、惯性项和缺陷大小对于失稳过程的影响。这一工作有利于人们对强激光引起的硬目标破坏机理的认识。     

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。     

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。     

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。     

激光诱导变形条件下10#钢本构方程的建立

针对靶材在激光诱导不变形的热力学特点，设计了一套宏观力学性能实验方案，考虑温升率、温度、应变率及其历史效应对10#钢力学性能的影响，在此基础上，提出和发展了一组新的一维本构方程，它能描述文中实验所反映出的各种宏观力学规律。