超高应变率载荷下铜材料层裂特性研究
本文选题：层裂 + 超高应变率 ； 参考：《物理学报》2017年04期
【摘要】：超高应变率载荷下材料层裂特性研究对理解极端条件下材料动态破坏特性具有重要意义.利用双温模型结合分子动力学模拟研究分析了超高应变率载荷下铜材料的层裂特性,发现当应变率在10~9s~(-1)—10~(10)s~(-1)内时,铜材料层裂强度在19 GPa附近波动.而当材料发生冲击熔化时,铜的层裂强度下降到14.89 GPa.利用飞秒激光对铜样品靶进行冲击加载,并利用啁啾脉冲频谱干涉技术开展超快诊断,通过单发次实验测量获得了样品靶的自由面粒子速度演化历史,结果未见表征样品层裂的速度回跳和速度周期性振荡信号.结合冲击动力学理论得到样品自由面附近最大加载压强为8.18 GPa,小于超高应变率载荷下铜材料的层裂强度.此外,对回收样品扫描分析发现,铜样品未发生层裂且飞秒激光引起的冲击波对样品表面结构产生了很大影响.
[Abstract]:The study of spallation characteristics of materials under ultra-high strain rate load is of great significance in understanding the dynamic failure characteristics of materials under extreme conditions. The spallation characteristics of copper materials under ultra-high strain rate loading were analyzed by double temperature model and molecular dynamics simulation. It was found that the spallation strength of copper materials fluctuated around 19 GPA when the strain rate was within 10 ~ 9 s ~ (-1) ~ (-1). However, the spallation strength of copper decreases to 14.89 GPA when the material melts under impact. Using femtosecond laser to load copper sample target and using chirped pulse spectrum interferometry to carry out ultrafast diagnosis, the evolution history of free surface particle velocity of sample target is obtained by single experiment. Results the velocity rebound and periodic oscillation signals were not found to characterize the spallation of the samples. The maximum loading pressure near the free surface of the sample is 8.18 GPA, which is less than the spallation strength of copper under ultra-high strain rate loading. In addition, it was found that no spallation occurred in copper samples and the surface structure was greatly affected by femtosecond laser induced shock wave.
【作者单位】： 中国工程物理研究院激光聚变研究中心等离子体物理重点实验室;
【基金】：中国工程物理研究院重点实验室基金(批准号:9140C680306150C68298,9140C680305140C68289)资助的课题~~
【分类号】：TG146.11
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本文编号：2026512
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