非均质材料的细观力学行为研究

为了较好地模拟非均质材料的细观损伤行为,利用含夹杂与裂尖的解析胞元法建立考虑温度效应的复合材料内部裂尖邻域的细观力学模型,利用该模型分析非均质材料中初始缺陷对材料力学性能的影响。研究结果表明,建立的解析胞元法不仅能够比较精确地模拟非均匀材料细观几何结构特征对宏观性能的影响,还能够预测温度场变化引起的裂纹扩展。     

复合材料损伤分析及其本构关系

通过迭层复合材料板的基体横向裂纹和界面开裂两个常见损伤问题，论述了用微观力学方法，即把含不连续缺陷的弹性体处理为边值问题求解，以及用断裂力学的应变能释放率准则确定损伤萌生和扩的临界条件，最终都可以得到损伤本构关系。     

温度对HTPB推进剂疲劳特性的影响

为了研究端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂不同温度下的疲劳特性,进行了不同温度下恒应力控制的疲劳循环加载试验。以峰值应变作为损伤因子,基于损伤力学和粘弹性理论,建立了HTPB推进剂含温度效应的疲劳损伤三阶段演化模型。结果表明,随着温度的升高,材料的疲劳寿命缩短,疲劳断裂应变增大。疲劳过程中的峰值应变具有明显的三阶段演化规律:初始变形阶段、稳定发展阶段和加速阶段。建立的三阶段演化模型克服了两阶段模型不能考虑宏观裂纹扩展的缺点。拟合模型参数,运用线性回归的方式预测了213 K和333 K的理论结果,该结果和试验结果较为一致,因此,它可以很好地表征材料的损伤演化规律。     

浇注PBX力学性能的研究进展

从材料特性、力学行为特征、本构模型和实验手段四个方面详细论述了浇注高聚物粘结炸药(PBX)力学性能的研究进展,指出动态力学测试及材料本构是目前研究浇注PBX的热点和难点。认为可以通过借鉴粘弹性模型、橡胶超弹性模型及推进剂模型建立浇注PBX的本构模型,并指出需要结合浇注PBX含能敏感、软材料和大变形特性来选择和改进现有的测试技术。对力学性能预测、动态实验技术及数值模拟等方面需要开展的工作提出了一些看法。     

《含能材料》损伤与点火专栏征稿

正含能材料的损伤特征与点火过程有密切的联系,炸药、推进剂的内部损伤及其对力学特性、安全特性和点火行为的影响规律受到了含能材料学界的高度重视,为推动这一重要研究方向的学术交流,本刊特设立"损伤与点火"专栏。专栏主要征集炸药、推进剂等含能材料的损伤观测与多尺度表征技术、含损伤的本构方程、准静态与动态损伤演化规律、损伤与破坏的宏(细)观模式、损伤对起爆、爆炸、爆轰成长以及非冲击起爆行为的影响等方向的原创性研究论文。来稿请注明"损伤与点火"专栏。     

基于损伤力学的蓝宝石激光窗口强度分析及数值仿真研究

为了分析蓝宝石激光窗口的强度,基于Hill′48各向异性屈服方程提出了蓝宝石损伤力学模型,开展了数值化方法研究,并编写了计算损伤变量的USDFLD子程序。采用通用有限元分析软件ABAQUS建立了窗口组件有限元分析模型,仿真分析了蓝宝石窗口在高压作用下的应力和损伤变量分布。仿真结果表明,窗口受到高压载荷后,在靠近上边缘处的剪切应力最大,该区域的损伤变量值较大,与试验时窗口破裂位置一致,说明该区域的损伤主要受剪切应力影响。为了提高蓝宝石激光窗口的强度和寿命,对该材料强度理论和相关研究结果分析,讨论了提高蓝宝石窗口强度和寿命的工程化技术措施。     

PBX炸药含裂纹扩展损伤的粘塑性本构关系

为描述高聚物粘结炸药(PBX)的动态力学性能,将炸药内由微裂纹扩展引起的细观损伤,耦合到宏观粘塑性本构方程中,建立了含微裂纹扩展损伤的粘塑性本构关系。针对某PBX炸药,开展了单轴压缩及断裂性能实验,研究了材料本构参数及本构关系计算算法,嵌入到ABAQUS软件中,数值模拟了该PBX炸药不同应变率条件下的力学行为。与实验结果对比表明,含裂纹扩展损伤的粘塑性本构关系能够表征PBX炸药动态条件下力学性能变化过程,可用于冲击环境下炸药损伤演化分析研究。     

混凝土介质三向应力空腔膨胀模型

在当前弹丸垂直侵彻混凝土介质的球型空腔膨胀模型的基础上,引入混凝土材料多轴本构关系与强度准则,用来描述混凝土材料弹性响应区及塑性屈服点的力学行为,建立了混凝土介质三向应力空腔膨胀模型,模型能够有效地反映侵彻过程中混凝土材料的力学现象,其预测侵彻深度结果与试验结果有较好的一致性,使得SCET在侵彻问题中的应用更为明确与简化.     

基于模糊推理的复合材料柔性梁损伤识别研究

模糊理论具有处理不确定性信息的能力,在表征复杂的结构健康监测系统内、外部参数的类属、性态等的不精确、不明晰性方面具有独特的优势。为了监测复合材料层合结构的脱层损伤,引入以微观力学理论为基础的连续性损伤力学模型,提出用于模糊推理损伤监测系统的新的损伤表征参数,该损伤参数从脱层损伤的几何本质上描述脱层损伤的特性,比常规的以各方向弹性模量减少为特征的损伤表征更具有准确性和直观性。建立基于新的损伤参数的模糊推理损伤监测系统,并将其应用于复合材料柔性梁的脱层损伤监测中,仿真算例表明该系统可以快速、准确地识别出结构损伤的位置和程度。     

三元乙丙材料粘超弹本构模型研究

利用等速拉伸和拉伸-回复实验研究三元乙丙（EPDM）包覆层材料的力学特性,提出采用有限变形条件下的超弹本构模型及线粘弹性本构理论相结合的方法建立一种粘超弹本构模型,在此基础上进一步研究模型参数的获取方法。研究结果表明：该材料具有典型的超弹性力学行为特征,并呈现出明显的率相关效应;所建立的粘超弹本构模型能够较好地描述该材料的单轴力学行为,在一定程度上可对使用该包覆层材料的固体火箭发动机的结构完整性分析提供理论参考。     

含能破片战斗部毁伤效应研究

为提高战斗部的毁伤效能,对含能破片战斗部开展了探索研究,介绍了含能破片战斗部的概念和特点,设计制备了AI/PTFE(聚四氟乙烯)质量比为30∶70配方的含能破片战斗部,对2.5,10,20 mm钢质靶进行侵彻实验,研究了该含能破片对靶板侵彻能力及靶后毁伤效率.试验结果表明:50 mm口径含能破片战斗部穿透了20 mm厚...     

浅谈声发射技术在含能材料研究中的应用

综述了国内外声发射技术的发展及其在含能材料研究中应用进展。从含能材料的声发射特性研究和多项性能试验等方面对含能材料的声发射检测技术和应用途径进行分析和比较，结果表明声发射检测技术作为一种动态无损检测技术，在含能材料的产品质量控制、性能研究、内部损伤的监测与评估以及加工安全监测等方面都有其独特的可靠性和优越性。     

复合型含能破片冲击波起爆特性研究

为了解释冲击波对复合型含能破片内装药的起爆机理,建立了含能破片反射波冲击起爆理论模型,对含能破片的起爆阈值速度进行理论计算。对含能破片的撞靶过程进行数值模拟,分析了不同头部厚度、装药长度和破片直径对含能材料入射波和反射波起爆的影响。分析结果表明:含能破片反射冲击波起爆阈值速度比入射波低;破片壳体头部厚度只影响2种起爆方式的阈值速度,不决定装药的起爆方式,装药长度和破片直径之比k决定含能材料的起爆方式;不同的含能材料具有不同的临界值,当k小于临界值时,含能破片的临界起爆速度由反射波强度决定。2种起爆方式的毁伤模式有一定的差异,同时起爆方式也对释能时间有一定影响。     

改性双基推进剂损伤破坏研究

从连续损伤力学出发,利用Kachanov提出的损伤演化定律来表征改性双基推进剂的破坏损伤特性.利用等速力破坏试验拟合损伤方程参数,利用损伤方程计算了等速位移下的损伤过程,进行了等速位移破坏试验,利用建立的损伤演化模型计算等速位移拉伸时的损伤演化过程.结果表明,起初损伤为0,损伤缓慢增长,力值达到某一程度时损伤迅速上升直...     

混凝土动态损伤与失效模型

在TCK模型的基础上开发了一个用于混凝土或钢筋混凝土碰撞或侵彻的损伤模型。模型分成两部分考虑：拉伸损伤用TCK模型描述,剪切部分则采用RHT模型。模型考虑了应变硬化、压力和J3相关的失效面、软化、拉伸损伤、压缩损伤和应变率效应。利用LS-DYNA程序的用户自定义材料模型开发并实现了模型算法,并用有关混凝土侵彻试验结果对模型参数进行了标定。计算结果表明,采用该模型可以较好地模拟混凝土或钢筋混凝土的碰撞或侵彻过程中开坑、穿孔和弹体穿孔后的孔壁剥离现象,对剩余速度的预测较为准确。     

爆炸冲击振动环境下电子装备损伤仿真研究

为解决爆炸冲击振动环境下的电子装备损伤预测、生存性评估问题,在对电子装备冲击振动损伤效应分析的基础上,深入研究了电子装备冲击振动损伤建模与仿真问题,主要包括：冲击振动损伤仿真中的装备模型、冲击振动损伤效应模型、冲击振动损伤响应模型和损伤仿真过程模型。仿真实例结果表明提出的电子装备冲击振动损伤仿真方法是可行而有效的,并明确了下一步需要深入研究的问题,为深入开展电子装备冲击振动损伤仿真研究奠定了基础。     

导弹抗激光毁伤分析

高能激光武器的日趋成熟对导弹的生存能力提出了严峻的挑战,发展导弹的抗激光毁伤技术十分必要。本文分析了高能激光对导弹的光学、热学、力学和等离子体等多种毁伤效应,以及导弹可能采取的隐形化、机动飞行、弹体旋转、采用新材料等措施。分析表明,这些措施可以有效提高导弹抗激光毁伤能力。     

三种含能材料力学行为应变率效应的实验研究

利用分离式霍普金森杆和万能材料试验机对复合固体推进剂(CSP)、高聚物粘接炸药(PBX)和B炸药(Comp．B)三种材料进行了高应变率和准静态压缩实验,得到了常温常压下,不同应变率的材料应力一应变曲线,对这三种材料本构行为的应变率效应进行了研究。     

离散杆和EFP组合战斗部对飞机毁伤效应研究

为分析离散杆与EFP复合战斗部对典型战斗机毁伤效应,根据强度等效原则,采用动力学有限差分程序建立了数值模拟模型.采用流固耦合与接触算法,模拟了爆炸冲击波、离散杆条、EFP 3种毁伤元爆炸形成过程,以及典型弹靶交会条件下对飞机的联合毁伤效应.分析获得3种毁伤元对飞机各部分结构破坏、对油箱引燃概率的初步规律.研究结果对新型防空战斗部杀伤元素的设计及毁伤效应评估具有重要的参考价值.