强激光加载铝材料动态损伤特性研究及其微介观结构观测

发布时间：2017-08-19 09:32

  本文关键词：强激光加载铝材料动态损伤特性研究及其微介观结构观测

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【摘要】：材料的动态损伤特性是当前一个研究热点,在诸如航空航天、汽车碰撞、新材料合成、武器设计等许多领域都有着重要研究意义。层裂是一种典型的动态拉伸断裂形式,在冲击波作用下,物体内部相向的两束稀疏波相遇形成拉伸应力,从而导致微损伤成核、长大和贯通并最终使得材料破坏发生。本文在神光-Ⅱ装置上利用强激光加载高纯多晶铝材料进行高应变率(106s-1)一维层裂实验,研究不同初始条件下铝材料的动态损伤特性。采用任意反射面速度干涉仪(VISAR)作为宏观在线诊断系统,通过VISAR测量样品自由面速度剖面,根据自由面速度剖面计算样品的层裂强度和屈服应力并对结果加以分析,研究了厚度和初始温度对材料损伤特性的影响。另外,本文还对激光加载前后样品进行金相分析。观察到随着初始温度升高,晶粒尺度有缓慢增加趋势,但在接近熔点时尺度急剧增加。高纯铝样品内部,层裂面附近小孔洞数目较多,也更容易出现较大尺寸的孔洞；而远离层裂面处,小孔洞数目相对较少,同时,几乎看不到大尺寸孔洞。材料的断裂方式随温度升高由沿晶断裂为主,伴以少量的穿晶断裂转变为以穿晶断裂为主,沿晶为辅。
【关键词】：强激光 高应变率 层裂 VISAR 金相分析
【学位授予单位】：中国工程物理研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-20
• 1.1 研究背景8
• 1.2 材料动态破坏研究概况8-19
• 1.2.1 实验技术11-14
• 1.2.2 理论模型与数值模拟14-19
• 1.3 本文研究内容19-20
• 第二章 实验原理与方法20-27
• 2.1 层裂实验的基本原理20
• 2.2 实验排布20-22
• 2.3 VISAR测试原理22-26
• 2.3.1 多普勒效应23-24
• 2.3.2 VISAR工作原理24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 实验结果与分析27-43
• 3.1 层裂样品的自由面速度剖面分析27
• 3.2 高纯铝材料动加载下屈服性质分析27-37
• 3.2.1 弹性前驱波衰减28-32
• 3.2.2 屈服应力随温度变化规律32-37
• 3.3 层裂强度随初始温度变化规律37-42
• 3.3.1 层裂强度物理意义及其计算公式37-38
• 3.3.2 层裂强度随温度变化规律38-41
• 3.3.3 不同铝材料的层裂强度随温度变化规律41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 样品金相分析43-52
• 4.1 金相制样方法43
• 4.2 金相显微分析43-51
• 4.2.1 加热样品显微观察43-45
• 4.2.2 回收样品金相显微分析45-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第五章 总结与展望52-54
• 5.1 全文总结52
• 5.2 研究展望52-54
• 参考文献54-59
• 致谢59-60
• 附录60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈开果;祝文军;马文;邓小良;贺红亮;经福谦;;冲击波在纳米金属铜中传播的分子动力学模拟[J];物理学报;2010年02期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 范端;延性金属材料动态损伤演化的微细观表征与研究[D];武汉理工大学;2011年

2 舒桦;强激光加载下准等熵压缩及材料强度特性研究和高时空分辨VISAR研制[D];中国工程物理研究院;2013年

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本文编号：699978