滑移爆轰条件下高纯铜的层裂行为

本文通过滑移爆轰试验研究了低载荷下(2~4GPa)高纯铜试样的层裂行为。对爆轰后的层裂试样进行了金相和EBSD分析。金相分析结果表明:在滑移爆轰试样主层裂面上存在层裂面分叉的现象,在边部存在与主层裂面垂直的层裂面。在微结构相同的试样中,随着冲击压力的增大,孔洞分布区域的面积增大、微孔洞的贯通现象也更加明显。EBSD分析的结果表明:爆轰试验导致试样层裂区域晶粒尺寸减小,晶粒沿垂直于冲击应力的方向被拉长。爆轰时由于冲击压力极高,变形时间短(10μs),在试样中形成变形孪晶。层裂试样中微孔洞多在多条一般大角度晶界构成的三叉节点处形核,多条Σ3晶界构成的三叉节点对损伤形核有抵抗作用。损伤多形核于泰勒因子(TF)值较高的晶粒与其他晶粒构成的晶界上。TF值较高的晶粒中损伤的面积更大些。     

相界面对双相钛合金层裂孔洞形核的影响

利用一级轻气炮对TC4双相钛合金进行加载, 获得初期的层裂状态, 在加载中采用多普勒激光干涉测速技术对样品自由面粒子速度进行测试。在软回收经过加载的样品之后, 借助于金相显微镜、X射线断层扫描、纳米压痕等检测手段进行多维分析, 探讨了相界面对孔洞形核位置的影响。结果表明, 孔洞绝大部分都在α相内形核, 而不是如准静态损伤理论预测的形核于α/β相界面。这是由于相界面的反射与透射作用, 当冲击波从高阻抗α相传入到低阻抗β相时, 会在α相内产生拉伸脉冲, 当拉伸脉冲足够大时, 导致在α相内产生孔洞。     

基于UG的预应力层裂实验靶板的有限元仿真研究

针对预应力层裂实验所需均匀应力区问题,利用UG软件对预应力层裂实验装置中的靶板进行三维建模,使用高级仿真模块对其进行有限元分析,确定了均匀应力区有效范围,同时验证结构设计的强度。通过分析结果与实验结果的对比,为预拉伸装置的结构优化提供参考依据。     

两种组合电探针在爆轰实验中的应用

利用两种不同组合的电探针测试平面爆轰波驱动的金属飞片到达固定位置的时刻,对比两种组合探针测试结果的一致性;同时利用双灵敏度VISAR（任意反射表面速度干涉仪）记录飞片自由面的速度及位移历史,并与电探针的测试数据对比。结果表明：纵向组合探针的第1台阶探针与横向组合探针的测试结果一致,第2台阶探针与横向组合探针的测试结果存在偏差,随着纵向组合探针台阶的增加,与横向组合探针的偏差增大,其原因是探针对飞片运动的干扰。测点1的横向组合探针和纵向组合探针与VISAR的测试结果最大偏差分别为0.71%和0.67%,测点2的最大偏差分别为0.98%和0.90%. 横向组合探针可以和纵向组合探针一起,组成更复杂的多层次探针阵列,以便在一发实验中获得更多数据。     

基于反向传播神经网络的陶瓷损伤参数反演分析

陶瓷材料冲击加载条件下的损伤累积过程伴随着裂纹扩展、体积膨胀等因素,为准确获取陶瓷损伤参数,以钨合金球弹丸高速撞击陶瓷复合装甲的侵彻深度实验为基础,获得了陶瓷面板破碎情况。根据现有文献\[14\]数据中陶瓷材料JH-II本构模型的损伤参数范围,确定了反向传播(BP)神经网络的样本点;采用有限元分析软件AUTODYN对所有样本点的侵彻过程进行数值模拟,结合仿真和实验数据完成了BP神经网络模型的建立和TiB₂-B₄C复合材料损伤参数的反演。仿真结果和实验侵彻深度、回收陶瓷面板的损伤比对,充分验证了所建立的BP神经网络模型对陶瓷损伤参数反演的有效性。     

爆炸冲击隔震系统实验研究

实验研究了由钢丝绳隔震器组成的爆炸冲击隔震系统在爆炸冲击下的响应及破坏机理，得到了爆炸冲击     

高应变率加载下金属柱壳断裂的实验研究

针对高应变率加载下金属柱壳复杂动力学响应,采用高速分幅相机和多普勒探测系统阵列联合测试了钛合金柱壳在内置炸药加载下膨胀、断裂直至整体破碎的表面动态图像和局部区域的速度历史剖面。通过对比分析估算了表面裂纹萌生及爆轰产物泄露时刻的工程应变,观察表面断裂模式并获得裂纹萌生扩展与速度剖面的关联;并从回收破片断口形貌确定柱壳整体失效的断裂特征。     

壁厚对HR2钢柱壳爆轰加载下膨胀断裂行为的影响

通过对6、12 mm两种不同壁厚的HR2钢柱壳进行爆轰加载实验,对其断裂碎片的宏观形貌、断口的微观形貌以及横截面的变形微观结构进行系统表征,研究了金属柱壳在爆轰加载下的膨胀断裂机理。结果表明,在膨胀断裂过程中壳壁厚度的增大导致HR2钢柱壳由纯剪切断裂变为拉剪混合的断裂模式。断裂碎片的微观结构分析结果表明,柱壳的断裂实际上是剪切裂纹从样品内部剪切带形核并扩展、和拉伸裂纹沿柱壳外表面的形核扩展的共同作用及竞争的结果。薄壁柱壳断裂由样品内裂纹沿剪切带的形核和扩展主导发生剪切断裂,而厚壁柱壳中内侧的裂纹沿剪切带的形核和扩展,但是最外侧则为环向拉应力主导发生拉伸断裂,因此表现出拉剪结合的断裂模式。