论文摘要
韧性金属层裂研究中SRI-NAG（Stanford Research Institute-Nucleation and Growth）模型在微孔洞成核规律研究中被广泛认可，模型参数通常被认为是常数。极高应变率下Cu、Al中微孔洞分布均表现为成核规律相关参数与应变率有关，探求不同应变率、不同材料参数加载下，NAG模型参数的变化规律是研究微孔洞成核机理和规律的可行方法。本文开展105s-1应变率电炮驱动二级飞片冲击加载下无氧铜和工业纯铜初始层裂软回收实验，对回收样品进行金相分析，统计微孔洞数密度、孔隙度分布。根据金相照片和统计数据，微孔洞通常在晶界处成核，在大孔洞附近的晶粒中也有孔洞成核；微孔洞成核对冲击波幅值较为敏感，对脉宽较不敏感；微孔洞生长对幅值较不敏感，对脉宽较为敏感。纯度不同的铜中微孔洞分布形貌存在差异，同时开展了电炮驱动二级飞片撞击无氧铜靶层裂实验，采用VISAR测量靶后自由面速度历史，测量的层裂强度和层裂片厚度与文献公布规律和冲击波传播规律基本符合。采用一维冲击波程序SSS结合SRI-DFRACT模型模拟104-105s-1加载应变率范围内无氧铜和工业纯铜中微孔洞数密度和孔隙度分布，由微孔洞分布相关参数与应变率的关系，确定了～105s-1应变率下NAG模型参数，发现成核速率与材料纯度有关。模拟后自由面速度历史与实验符合较好，模拟中采用的状态方程、本构关系和微孔洞演化规律是合理的。
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摘要ABSTRACT目录第一章 绪论§1.1 论文研究背景§1.2 高应变率冲击加载下层裂研究进展§1.3 国内层裂研究状况介绍§1.4 本文工作的意义和内容第二章 高应变率冲击加载下金属材料的层裂研究§2.1 动态断裂阻抗—层裂强度§2.2 损伤程度演化规律§2.2.1 细观统计模型§2.2.2 元胞模型§2.2.3 微孔洞汇通模型§2.2.4 微孔洞成核、生长和汇通过程的分子动力学计算模拟§2.2.5 多尺度层裂模型§2.3 层裂实验冲击加载技术和冲击波参数的实验诊断§2.3.1 驱动飞片加载方法§2.3.2 直接加载方法§2.3.3 固体样品中冲击波参数的实验诊断§2.4 实验回收样品的金相分析§2.4.1 样品回收实验及装置设计§2.4.2 微孔洞统计方法§2.4.3 其它分析方法§2.5 总结和讨论第三章 电炮加载下铜样品层裂实验研究§3.1 电炮装置§3.1.1 电炮回路参数§3.1.2 一级聚酯飞片运动规律§3.1.3 二级金属飞片运动规律§3.2 无氧铜层裂实验后自由面速度测量§3.2.1 实验测量数据§3.2.2 数据分析和讨论§3.3 已损伤或层裂的回收样品微观分析§3.3.1 铜样品材料参数,实验条件及分析装置§3.3.2 微孔洞金相图样及统计分析§3.3.3 数据分析和讨论§3.4 总结和讨论第四章 高应变率冲击加载下材料层裂数值模拟§4.1 一维冲击波和爆轰波模拟程序SSS§4.1.1 基本控制方程§4.1.2 模拟材料参数§4.2 微孔洞成核和生长模型§4.2.1 DFRACT（Ductile FRACTure）模型介绍§4.2.2 微孔洞成核和生长模型参数§4.2.3 平面一维微孔洞成核和生长模型计算§4.3 样品内微孔洞分布数值模拟§4.3.1 无氧铜样品§4.3.2 工业纯铜样品§4.3.3 分析和讨论§4.4 后自由面速度模拟计算§4.4.1 实验样品后自由面速度§4.4.2 层裂实验冲击波剖面§4.4.3 分析和讨论§4.5 总结和讨论第五章 总结与展望§5.1 总结§5.2 展望致谢参考文献附录 攻读硕士学位期间发表论文情况
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