爆炸载荷下紫铜断裂机理的实验研究

通过对内部爆炸载荷下紫铜壳体动态断裂断口形貌的SEM观测,发现紫铜在高应变率下出现脆性化,得出了紫铜在高应变率下的动态断裂机理.为高速冲击下金属材料动态性能研究提供了依据.     

内部爆炸载荷作用下钛合金圆管损伤,断裂实验研究

对钛合金圆管进行了内部爆炸加载实验,用高速分幅摄影记录了其动态变形、断裂过程,对回收破片在光学显微下进行了观察,探讨了钛合金管在动载荷作用下的变形、损伤和破坏机理,实验结果表明;钛合金圆管表现为绝热剪切破坏。     

50SiMnVB钢圆筒在爆炸载荷作用下断裂行为研究

研究了在爆炸载荷作用下,50 SiMnVB钢圆筒自然破碎和高能束改性破碎后,破片拉伸和剪切断口在整个断面上的比例所发生的变化规律,表明采用高能束局部改性技术可以实现脆性材料圆筒断裂方式的转化。试验中还观察到在拉伸断口应力方向的断面上出现了熔化现象,这说明在拉伸断裂区局部存在着剪切现象,同时证明采用高能束改性后圆筒在爆炸载荷作用下可产生全壁厚剪切断裂。     

爆炸载荷下装甲车辆的动态响应分析

为研究装甲车辆在爆炸载荷下的动态响应,用AUTODYN软件对4340钢和橡胶构成的装甲车辆模型进行了三维模拟。计算了8701炸药不同装药量下的爆炸过程。得到了侧钢板上3个观测点的响应参数：超压、位移、加速度。分析了各观测点的动态响应规律。结果表明,离爆源位置越近或装药量越大,车辆的响应时间越早、节点振荡越激烈、振荡幅值越大、持续时间越短。     

16MnR钢的动态拉伸力学性能实验研究

在自制的冲击摆杆-杆型冲击拉伸试验机上,以16MnR钢为研究对象,进行了3个应变率的冲击拉伸实验,得到16MnR钢在不同应变率下的应力-应变曲线。测试结果表明:随着应变率的提高,材料的动态极限强度随之增大,表现出明显的应变率强化效应;通过对冲击拉伸试样断口扫描电镜分析可见,材料断口出现了比较均匀的韧窝,其断裂是韧性断裂;应变率对断口的影响不明显。     

高应高速率下617钢的断裂特征

利用ＳＥＭ观察了６１７钢在高应变速率下，经不同变形 量后试样表面和剖面的微观变形特征。阐述了高应变速率下裂纹的形核机制，讨论了不同组织形态对裂纹萌生的扩展的影响。最后从断裂特征角度分析了影响６１７钢延性的因素，并与静态变形特征进行了比较。     

全封闭舱内爆炸载荷作用下薄板变形研究

在内爆炸载荷作用下,舱室内部长时程准静态压力载荷会对结构极限变形产生重要影响,使得其结构响应与敞开环境空爆下的情况有较大区别。计算分析了方形薄板在内爆炸载荷作用下动态响应,基于薄板在冲击载荷作用下的变形规律,提出了用于评估结构在内爆炸载荷作用下极限变形的无量纲损伤数。该无量纲损伤数考虑了舱室体积、炸药能量、结构几何尺寸及屈服强度等因素对内爆炸载荷作用下结构变形响应特性的影响。薄板变形的分析结果表明,结构极限变形与板厚比和无量纲损伤数之间存在明显线性关系,可通过拟合获得舱内爆炸载荷作用下结构极限变形的快速预报经验公式。提出的无量纲损伤数考虑了板大变形响应过程中的中面膜力效应和板厚影响,更加适合于分析薄板在内爆炸载荷作用下的塑性大挠度变形值。     

高应变速率下617钢的断裂特征

利用ＳＥＭ观察了６１７钢在高应变速率下，经不同变形量后试样表面和剖面的微观变形特征。阐述了高应变速率下裂纹的形核机制，讨论了不同组织形态对裂纹萌生和扩展的影响。最后从断裂特征角度分析了影响６１７钢延性的因素，并与静态变形特征进行了比较。     

基于Fisher准则函数的凝聚相炸药爆炸火光图像识别研究

为研究利用爆炸火光常规RGB图像识别炸药类型的可行性,以30 g小药量凝聚相炸药爆炸火光的高速摄像图片为对象,提取爆炸火光高光区域的面积时程曲线,用面积时程曲线的形态特征参数建立了描述凝聚相炸药爆炸火光的多维特征向量空间,采用经过推广的三类问题的Fisher准则函数和Bayes决策规则确定了具有最佳识别特征向量的三类问题的线性识别模式,并对试验样本集进行TNT、RDX、HMX三类炸药识别.结果表明: 检测样本集对训练样本集所确立的线性识别模式的误判率的检测结果为10.07%,在全样本空间,利用自析方法所检测的线性识别模式的误判率为17.48%,识别效率较高.     

冲击载荷下延性材料的动态本构关系与动态断裂

基于Y/G及G/B为常数的假设,构建了7种高压与高应变率本构模型,采用所构建的7种本构模型对于高导无氧铜(OFHC)的平面冲击波试验进行了数值模拟。结果表明,平面冲击波载荷下OFHC的屈服强度对于压力、密度、温度以及塑性应变的依赖性是本构描述的关键。由Hopkinson试验取得的OFHC高应变率本构模型,并不适合描述平面冲击波载荷下的本构特性。采用层裂过程中的应力松弛方程,建立了一种基于空穴聚集的延性层裂模型,依赖于应力的层裂空隙度方程被耦合计及损伤的总体控制方程。数值模拟了多种材料的平面冲击致层裂试验。采用Hopkinson拉伸装置和一种基于一级气体炮的高速冲击拉伸断裂装置,研究了OFHC铜杆在一系列冲击拉伸速度下的断裂。一种受单轴冲击拉伸荷载的中心含椭球空穴的样本体积单元用于数值模拟空穴的增长与失稳,以空穴形状演化为判据,比较了空穴失稳时的单元平均径向应变与无凹槽杆的冲击断裂应变。     

榴弹弹钢动态特性的实验研究

利用掸击加载实验法和能量平衡理论模型，研究了三种弹钢在应变率ε＝１０＾３－１０＾４ｓ＾－１范围内的平均动屈服强度σ＾Ｄｓ和相关特性。在Ｔａｙｌｏｒ模型基础上，讨论了加载过程中材料动屈服限值随时间的变化历史。     

炸药装药发射安全性新判据

用小型后坐冲击模拟实验装置对５种常用炸药装药进行了在模拟发射条件下安全性的实验研究，提出了用炸药装药所承受的机械功率－点火阈值函数作为炸药装药发射安全性的判据。并按此判据和实验结果给出了这５种炸药在１．５ｍｍ气隙条件下的发射安全性顺序。     

高强度低合金钢的冷脆转变与加载速度的关系

对新发展的HQ80C和HQ100钢的动态加载断裂韧性J_(id)进行了测定,用应变片法确定启裂点。引入了一个韧脆转变的动力学模型来解释试验结果并对结果进行了讨论。     

阻尼介质对短壳在高载作用下的塑性动力响应的影响

应用矩量了域法分析了阻尼介质对短壳在高载作用下的塑性动力响应的影响，给出了每个运动阶段的解析解。     

两种中碳铬镍钼钢高温回火态的延性断裂韧度

通过对阻力曲线（Ｊ＿Ｒ－△ａ）的剖析，结合ＴＥＭ组织和ＳＥＭ断口分析，研究了两种中碳铬镍钼钢高温回火态的延性断裂韧度。结果表明：在５００～５９０℃回火时条件断裂韧度Ｊ＿（０．２）随回火温度升高而增大，而启裂断裂韧度Ｊ＿ｉ随回火温度变化的规律较为复杂。这是因为决定材料抵抗裂纹启裂能力大小的主要因素是Ｊ＿ｃ（弹性分量），而ｄＪ＿ｐ／ｄａ则能明显影响裂纹稳定扩展能力的大小。     

TA5钛合金的动态断裂研究

研究了ＴＡ５钛合金在温度－１９６～１００℃和加载速率Ｋ１０～１０ＭＰａ·ｍ￣（２／２）／ｓ大范围变化的动态断裂韧性以及动态加载的惯性效应。该材料对温度和加载速率的敏感性较小。在高速加载下，由于惯性力的作用，试样的变形是一个强迫性的二级振动，且在受压应力一侧的第一个应力脉冲是正值，并随速率的增加而增加     

微结构对预扭转钨合金动态响应的影响

研究了未扭转和预扭转钨合金的力学性能，应变率范围１０－４～１０３ｓ－１．研究发现，未扭转和预扭转钨合金都具有大的应变率敏感性；未扭转钨合金表现出流动应力随应变增加而提高的特性（σ／ε＞０）；预扭转钨合金在准静态下表现为σ／ε＞０，而在高应变率下则呈现出失稳现象（σ／ε＜０）；预扭转试件的表面有肉眼可观察到的“亮带”出现，而未扭转试件则未出现．微观实验及分析表明，失稳现象与钨合金组元的热力性能和空间结构分布有关．     

应力波载荷作用下弹塑性断裂全过程的动态分析

本文利用Hopkinson单压杆实验装置 ,对材料的弹塑性动态断裂特性进行了研究 ,建立了应力波载荷作用下动态裂纹起裂、扩展、止裂全过程的动态分析方法 ,采用该方法可同时测得材料的动态断裂韧性、裂纹扩展速度和止裂韧性。 90 7A钢三点弯曲试样的实验结果表明 ,该钢的动态裂纹扩展是先加速后减速过程 ,在 1 4 9× 10 7MPam /s的加载速率下 ,最大裂纹扩展速度为 2 36 13m/s ,动态断裂韧性和止裂韧性分别为JⅠd=5 5 2 .4 2kJ/m2 ,JIa=4 14 .0 5kJ/m2 .