金属材料动态响应过程中卸载特征研究

论文摘要

本文根据金属材料冲击动态响应过程研究的进展情况,对各个响应特征过程进行简单的描述和分析,重点关注了动态响应过程中卸载特性的理论计算与实验结果的差距。在理论计算中,材料的卸载过程和加载过程采用相同的弹塑性屈服条件,导致速度平台的出现,因此我们采用准弹性卸载模拟卸载过程起始段材料中韵力学状态。同时,在对大量的损伤演化模型进行分析比较后,选取封加波等人发展的损伤演化模型,并配合相应的断裂判据处理,模拟典型金属材料的冲击卸载断裂以及断裂后的二次冲击过程。数值模拟结果表明,本文所采用的本构模型、损伤演化模型以及断裂判据,对所选取的金属材料是适合的,获得了与实验数据符合较好的理论计算结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 固体材料动态响应过程概述
• 1.2 主要响应过程
• 1.2.1 弹塑性加载
• 1.2.2 相变
• 1.2.3 卸载过程及层裂现象
• 1.3 断裂研究
• 1.3.1 瞬态研究
• 1.3.2 损伤演化研究
• 1.4 固体材料动态响应理论与实验研究
• 1.5 本文主要工作
• 第二章 基本模型
• 2.1 本构模型
• 2.1.1 Johnson-Cook模型
• 2.1.2 Zerilli-Armstrong模型
• 2.1.3 Steinberg-Guinan模型
• 2.1.4 本文采用的本构模型
• 2.2 损伤模型
• 2.2.1 简单损伤累积模型（T-B model）
• 2.2.2 损伤度函数模型
• 2.2.3 NAG模型
• 2.2.4 本文采用的损伤模型及断裂判据
• 第三章 卸载过程相关物理处理
• 3.1 准弹性卸载过程剪切模量的处理
• 3.2 损伤介质物理量处理
• 3.3 程序实现
• 3.3.1 准弹性卸载的实现
• 3.3.2 损伤演化模型的实现
• 第四章 数值模拟与结果分析
• 4.1 实验简介
• 4.2 计算结果及分析
• 4.3 不同冲击速度和材料厚度实验数值模拟
• 4.4 其它材料实验数值模拟
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢