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采用改进的损伤度函数模型,该模型将材料损伤断裂看作为一种典型的逾渗过程,根据逾渗临界准则,采用应力松弛函数来描述损伤后期微损伤之间的连通效应,考虑了损伤对材料本构的影响,对纯铝在强激光辐照下的动态力学响应和层裂破实验进行了数值模拟。通过高斯分布激光脉冲压力加载,计算分析了激光与样品相互作用。计算结果表明:损伤演化明显地改变了材料力学响应以及样品中波传播特性,计算较精确地再现了实测自由面速度随时间的变化过程。根据计算结果分析了损伤演化过程,485 μm厚样品中损伤的分布主要集中在距离样品后界面100 μm 范围内,具有明显的损伤局部化特征,最大损伤值为11.2%。 相似文献
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金属界面不稳定性是内爆物理压缩过程中关注的重要问题,与传统流体界面不稳定性具有显著区别.由于相关理论和实验诊断技术的限制,目前该问题的研究还明显不足.为加深对金属界面不稳定性扰动增长行为的认识,本文建立了爆轰加载下高纯铜界面Rayleigh-Taylor不稳定性研究的实验诊断技术和数据处理方法,得到了扰动发展早期不同时刻界面扰动增长的X光图像.实验结果分析表明:在爆轰产物的无冲击加载条件下扰动波长基本保持不变,而初始扰动幅值越大,界面扰动增长的趋势就越明显;同时随着样品前界面扰动的不断发展,在样品的后自由面也出现了与前界面初始相位相反的扰动特征,即样品前界面扰动为波谷的位置所对应的后界面先运动而逐渐演变为波峰,而前界面扰动为波峰的位置所对应的后界面则演变为波谷;在5.26μs时刻,界面扰动幅值增长为初始值的700%左右,应变率达到了约105/s.结合数值模拟研究表明:在此情况下常用的Steinberg-Cochran-Guinan模型在一定程度上低估了高纯铜材料强度的强化特性,无法准确地描述强度对界面扰动增长的制稳作用,从而导致数值模拟结果要大于实验测量结果. 相似文献
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利用分子动力学模拟方法对含纳米孔洞的单晶铁在冲击波压缩下的结构相变(由体心立方结构α到六角密排结构ε)进行了研究,单晶铁样品的尺寸为17.2nm×17.2nm×17.2nm,总原子数428341个,在样品的中央预置一个直径为1.12nm的孔洞,利用一活塞分别以350,500,1087m/s的速度撞击样品产生冲击波,对应的冲击波压缩应力分别为12,17,35GPa.撞击方向沿单晶铁的[100]晶向.计算结果表明,在冲击波压缩下,孔洞对铁中的相变起了诱导作用,伴随着孔洞的塌陷,相变首先出现在孔洞周围的(011)面和(011)面上,然后扩展到整个样品.通过分析冲击压缩下原子的位移历史,解释了相变的微观机制,发现孔洞周围的原子在{011}面上沿〈011〉晶向滑移,离孔洞中心距离越近的{011}面上的原子容易滑移,间隔一层的{011}面与相邻层原子的移动位移幅度不同,这种相对滑移导致出现了新的结构(hcp结构).
关键词:
相变
分子动力学
冲击波
纳米孔洞 相似文献
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通过平板冲击实验研究了富含微缺陷的非均质脆性固体的冲击压缩响应特性.选取“强角闪石化橄榄二辉岩”作为样品材料,利用激光速度干涉仪测量样品后自由面的速度历史,在冲击加载应力远低于样品材料Hugoniot弹性极限的条件下,观测到了表征破坏波出现的再加载信号,并且该破坏波的速度远大于玻璃中破坏波的速度,以接近于冲击波的速度在样品内向前传播,其形成机理与玻璃样品中的破坏机理不同,称之为“就位扩展机理”.采用同一冲击加载应力(~3.9GPa)作用于不同厚度的样品,获得了破坏波穿过样品的运动过程,确定出样品中破坏波的轨迹线近似为一条不过原点的直线,相应的产生此破坏波的弛豫时间约为0.5 μs. 相似文献
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氮化硅在常态下的两种已知物相(α和β相)均为六方结构,最近新发现第3种具有立方尖晶石结构的氮化硅(以下称立方氮化硅或γ-Si3N4)可通过高温高压条件合成得到,是继金刚石、立方氮化硼之后的又一种超硬材料。各国学者在合成立方氮化硅的研究中开展了积极的工作,然而,目前所用的技术手段仅能合成出极少量的γ-Si3N4粉体样品,无法进一步开展其块体材料的研究,并制约了该新材料在工业技术中的应用。 相似文献
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用分子动力学方法计算模拟了单晶铜中纳米孔洞(约φ1.3nm)在〈111〉晶向冲击加载过程中的演化及其周围区域发生塑性变形的过程。模拟结果的原子图像如图1所示,其中活塞速度为500m/s,图中所示为4族连续三层穿过孔洞中心的{111}晶面在4000个时间步时(处于拉伸应力状态)的原子排列图像。从面心立方铜晶体中位错成核及运动特点可知,当位错在{111}面上成核和运动后,将产生层错和部分位错结构,我们正是根据此特点来判断在某{111}晶面上是否有位错的成核和运动。从图1可以看到,沿〈111〉晶向冲击加载后, 相似文献
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