激光-载荷联合作用下碳纤维／环氧树脂板的断裂阈值研究

介绍了激光 载荷联合作用下碳纤维/环氧树脂编织复合材料单边缺口板断裂的实验和理论研究。实验测量了断裂阈值曲线,并结合显微观察确定了三种断裂模式：热应力、热减薄和热击穿模式。获得了热应力模式断裂的理论判据,与实验结果基本吻合。该判据建立了断裂临界条件下热－力和几何参数与材料性能参数之间的关系。     

固体的动力学性质与非线性波动问题的研究

一、前言非线性介质是指描述物体的应力和变形(包括变形速率和变形历史)的本构关系是非线性的。这种非线性性质往往和物体的有限变形联系在一起。在高速变形条件下,金属、岩石、高分子聚合物、复合材料、土壤等表现出不同的力学性质,应力波的传播规律也各不相同。研究非线性介质中波动的一般理论;应力波在各种介质中发生、发展、相互作用和转化的规律以及通过各种测试手段,尤其是对各种波动讯号的测量来确定材料的动态力学性质,构作本构方程成为近代力学发展 ...     

激光聚焦爆炸耦合场的理论建模与跨尺度计算

针对激光聚焦爆炸的电磁-热力耦合 效应, 在宏观尺度上,把描述激光电磁波散射和传播的Maxwell方程和高温高压气动流场的Euler方程结合起来,利用热力学状态方程(EOS)和电离平衡方程(Saha方程)并通过理论建模和数值仿真,研究和揭示激光聚焦爆炸效应及激光支持吸收波(LSC/LSD)的产生和演化、以及相关的反冲压力和动量耦合等相互作用机制.      

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.特别是近十几年来,随着高超声速和空天飞行器研制的进展,激波与爆轰研究在近空间飞行器的气动布局,先进高超声速推进技术,高焓气体流动的气动力/热问题研究方面得到了广泛的重视和深入的探索.      

激光辐照热障涂层中平面应变问题的热弹性变分分析

 针对激光辐照热障涂层材料的平面应变问题，提出热障涂层热弹性分析的基本方程，对定常温度场给出级数形式解析解，并用最小余能原理和变分法分析了结构的热弹性应力场，研究了最大应力和界面应力的分布特征，并就一些物理参数的影响进行了讨论。结果表明，热障涂层的主要破坏因素为表面拉伸应力，界面应力相对较小，但在自由边界有集中现象，剥落应力大于剪切应力，是导致涂层破坏的重要原因。涂层厚度增加会改变厚度方向上的应力分布，界面应力向中心集中。     

玻璃样品表面对失效波萌生的影响

实验首次发现经过酸(5%HCl)处理的玻璃样品表面以及飞片表面粗糙度的变化均对失效波(failure wave)形成的载荷阈值有明显影响.这说明失效波的形成机制与玻璃样品表面固有微裂纹、碰撞瞬间由于样品表面与其内部力学性质差异导致的微裂纹形核、长大等因素有直接关系,从而对进一步研究失效波的萌生机制和建立相关理论模型提供重要的支持.     

正交各向异性功能梯度材料Ⅲ型裂纹尖端动态应力场

研究了无限大正交各向异性功能梯度材料Griffith裂纹受反平面剪切冲击作用的问题.材料两个方向的剪切模量假定为成比例按特定梯度变化.通过采用积分变换-对偶积分方程方法,获得了裂纹尖端动态应力场.动态应力强度因子计算结果显示:增加剪切模量梯度或增加垂直于裂纹面方向的剪切模量可以抑制动态应力强度因子的幅值.     

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      

高应变率下金属动力学性能的实验与理论研究——一维杆的实验方法及其应用

在高应变率下,关于金属动力学性能及本构方程的理论及实验研究,是一个相当广泛而又重要的课题,国外已有30多年的历史。本文给出了我们研究这一课题所得的部分结果。本文介绍了常用的实验方法,提出了箔式应变片动态标定的简单可行技术,结合25CrMnSi合金钢动态应力-应变曲线的实验测定,讨论了改进的Hopkinson压杆技术,同时提出了确定材料本构方程的波动传播方法。事实上,要深入研究这一课题,必须把实验、理论模型的建立、微观分析工作及数值计算紧密结合起来。因此,在我们以后的几篇文章中,还将介绍关于一维本构模型、粘塑性波的性质及数值解法等问题,以便对这一课题有一个较系统和完整的了解。并希望对这一课题有兴趣的研究工作者参加讨论。      

透明光学材料中缺陷吸收激光能量引起的热应力与断裂

 利用热弹性理论分析了在光学材料中由于缺陷吸收激光能量引起的温度和热应力分布，并且针对一个简单的裂纹模型分析了热应力产生的应力强度因子，并且给出了一些主要参数对于应力强度因子的影响的规律。