冲击下典型金属动态响应特性晶体塑性模型研究

发布时间：2024-12-24 21:53

　　冲击加载下金属材料的塑性变形是物理学、力学与材料学等多个学科领域共同关注的基础科学问题,相关研究在航天航空、汽车工业以及武器研制等领域具有重要的应用价值。从根源上来看,材料的塑性变形是微介观尺度位错等缺陷被外加载荷激活并随时空演化的结果。冲击加载下材料的塑性变形是一个超快动力学过程,变形过程不仅涉及位错等缺陷的大量生成与演化,还涉及应力的急剧增加与松弛。要深入认识这样一个超快动力学过程,需要与之匹配的高时空分辨诊断技术。而受限于微介观动态原位诊断测试技术的不足,目前还无法对高应变率条件下位错演化行为进行动态原位观测。当前,以激光干涉技术所获取的样品界面宏观速度波剖面仍是高应变率条件下材料动态响应特性研究中最为重要的实验基础。宏观速度波剖面集中反映了冲击波传播过程中多种机制作用下缺陷演化的综合效应。通过对不同加载条件下典型波结构特征进行分析,结合理论建模,即可一定程度上获得宏观变形特征底层机理的认识。从晶体学出发建立的晶体塑性模型能够有效将微介观变形机理与材料宏观力学响应关联起来。在应用晶体塑性模型定量描述宏观变形特征的基础上,则可进一步深入认识宏观变形特征的物理本质。因此,动态晶体塑性模...

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１典型冲击波结构??

??例如位错高速运动与急剧生成等。样品界面宏观速度波剖面的演化特征集中反映??了冲击波传播过程中多种机制作用下缺陷演化的综合效应。??１．２．１冲击加载下宏观波结构特征??冲击加载下，随时间快速变化的载荷以冲击波的形式在材料中传播并与缺陷??相互作用。如果不考虑冲击相变，材料中的....

图１．３弹性前驱衰减现象［１９１??对材料动态变形的应变率相关性研究表明［２１＝４］，不同应变率区间内主导塑性??

?冲击下典型金属动态响应特性晶体塑性模型研宄???将由一维弹性向三维塑性转变，如图１．２所示［１７］。弹性前驱波作用下，材料将首??先发生一维弹性变形至Ｈｕｇｏｎｉｏｔ弹性极限，如图１．１中“Ｈｕｇｏｎｉｏｔ弹性极限”以??及图１．２中“１－ＤＥｌａｓｔｉｃ”区域所示。在大多数单....

图１．５卸载与再加载实验波剖面示意图??“准弹性”现象反映了冲击波作用后期材料塑性变形的典型特征

?冲击下典型金属动态响应特性晶体塑性模型研究???１６?ｒ?ＲＳ２０－３??１．４??１２．——＾??？?Ｘ?ＲＳ２０－４??卜?＾Ｔ??Ｉ０８????１０６??．?＾￡１?ＲＳ２０－２??０?２?■?ｆ?■??Ｊ?ＲＬ２０－２??０．０?￣??????????１??０．０?０．....

图１．６晶体塑性有限元模拟示意图［６］??

?冲击下典型金属动态响应特性晶体塑性模型研宄???从而形成了较为完整的理论描述晶体中的塑性滑移。??？雜模量??边界条件?＾??＇－一ｉ?塑性动力学：??网格位错，李晶??积分点??晶向??多相，（输人：晶向，曝??相分布，界面??图１．６晶体塑性有限元模拟示意图［６］??随着晶....

本文编号：4019979