基于简易冲击分解模型的爆轰驱动硅橡胶数值模拟及实验解读

为了反映爆轰驱动下硅橡胶发生冲击分解反应的物理过程,提出了一种简易的硅橡胶冲击分解模型。基于该模型,对爆轰驱动含硅橡胶夹层钢板实验进行了模拟,并分析解读了钢板的自由面速度。结果表明,实验中硅橡胶发生了冲击分解反应,导致钢板的自由面速度曲线出现了首次起跳中间速度平台及首次起跳速度峰值降低的现象。受硅橡胶冲击分解影响,首次入射波压力将在临界冲击分解压力附近弛豫一段时间,再继续升高至最高压力。该压力波作用于钢板的自由面后,出现了自由面速度在中间速度平台停留一段时间,之后继续升高至速度峰值的现象。硅橡胶冲击分解后的气相物质可压缩性较高,首次加载波内较多的能量被用于压缩气体做功,导致首次波传播至自由面时能量衰减,峰值压力降低,首次起跳速度峰值降低。

孔洞增长层裂模型的改进及其在模拟不同加载波形层裂实验结果方面的应用

冲击波在靶板自由面反射导致靶板材料内部产生动态拉伸层裂损伤是材料的典型损伤破坏形式之一,材料的初始微结构、冲击加载的强度和应变率、温度等因素直接影响材料内部的损伤演化过程。靶板自由面速度曲线变化间接反映材料内部损伤的演化过程,在层裂损伤物理模型研究方面,目前采用适宜的层裂损伤模型较好地模拟不同冲击加载波形下靶板自由面速度曲线的相关文献很少,主要借助实验手段探讨加载波形与自由面速度曲线变化以及层裂损伤演化过程之间的关联。对于孔洞增长层裂损伤模型,通过解析加载应变率与层裂强度以及损伤模型初始损伤参数之间的相互关系,给出了模型初始损伤参数的计算方法,有效地将损伤模型初始损伤参数与加载应变率关联在一起。该计算方法不仅可以较好地模拟方波、三角波以及泰勒波冲击加载铝材料层裂实验的自由面速度曲线,同时,计算得到的层裂强度和层裂片厚度也与实验结果符合。此外,还进一步分析了靶板内部不同位置的初始损伤、层裂强度的分布与应变率之间的关联,以及其对自由面速度曲线的影响。

不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学研究

用整叶透明染色法系统地观察了不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学表现。结果表明,(1)从气孔下泡囊形成迟早和初生侵染丝的生长开始,各组合间呈现明显的差别,暗示着品种——小种相互识别和抗性表达从这个阶段开始;(2)除了不亲和组合和慢锈组合出现过敏性反应外,在亲和组合的感病品种5389与叶锈菌小种互作中也观察到了少数侵染点有坏死细胞出现,但出现时间较晚,坏死细胞数目很少,并不影响菌丝的扩展。根据上述现象,本文讨论了过敏性坏死细胞形成的专化性和利用生理和组织学某些特征作为品种抗性鉴定的指标的意义。

混凝土撞击损伤模型参数的确定方法

针对高速撞击条件下混凝土的Johnson Cook计算模型 ,以混凝土的静态抗压强度为基础 ,利用美国ACI提出的混凝土强度计算的一些经验公式 ,同时通过对计算数据的分析 ,最后给出一种简易的确定混凝土损伤模型参数的方法 ,并将数据计算结果和已有文献的实验数据进行了比较 .

三角波强加载下延性金属多次层裂破坏问题

基于应力瞬时断裂判据和Tuler-Butcher损伤累积判据,分析了没有升压的简单三角波强加载下延性金属的多次层裂破坏问题。分析结果显示:层裂片的厚度随着冲击波宽度与强度的比值的增大而增大,材料的破坏深度小于冲击波宽度的一半;在强冲击加载下,材料的破坏深度约为冲击波宽度的一半。

大应变、高应变率及高压强条件下混凝土的计算模型

给出了混凝土在高速撞击条件下一种新的计算模型 ,同以前的工作相比 ,它可以很好地模拟在撞击过程中混凝土靶的成坑、层裂情况以及混凝土靶内出现的断裂现象。计算的结果同以前的模型计算结果和实验数据进行了比较。

超高速钨合金长杆弹对混凝土侵彻及损伤破坏的数值分析

采用二维拉格朗日弹塑性流体力学计算程序LTZ-2D,分析了超高速钨合金长杆弹侵彻混凝土靶板的过程以及靶板的损伤破坏情况.计算结果表明,与低速侵彻规律相同,截卵形弹头以及较大的长径比更有利于弹体对靶板的侵彻,但对混凝土靶板造成的损伤相对较小;由于弹体失效的影响,存在一个临界速度,当弹体的着靶速度高于临界速度时,弹体对靶板的侵彻能力随着撞击速度的提高而降低.

数值建模时骨料对混凝土侵彻及毁伤问题的影响

采用二维拉格朗日弹塑性流体力学有限元程序LTZ-2D分析了含骨料混凝土的数值建模对混凝土侵彻及毁伤问题的影响。对比等效混凝土,在混凝土骨料尺寸相对弹体尺寸较小的情况下,对于薄靶侵彻,低速撞击时骨料对弹体有阻碍作用,而速度较高时,由于靶板背面毁伤面积增大的原因,弹体的剩余速度增大;对于厚靶侵彻,含骨料混凝土的数值建模对弹体的侵彻过程影响不大。

强冲击加载下延性金属卸载熔化损伤/破碎问题的物理建模及其应用

强冲击下金属材料卸载熔化损伤/破碎问题是惯性约束聚变和武器工程等领域关注的关键问题之一,基于强冲击金属材料卸载熔化状态下损伤演化过程的特点以及已有的研究,本工作聚焦于解析熔融状态下材料内部孔洞分布特征的演化规律,明确损伤演化中后期的孔洞汇合模式,并给出相应的孔洞汇合判据,揭示惯性效应、温度效应以及孔洞汇合对损伤发展和孔洞分布特征变化的影响机理;建立损伤材料孔洞化失稳断裂与材料破碎颗粒度分布特性之间的关联,进而实现金属材料卸载熔化损伤/破碎全过程的物理描述.与现有的物理模型相比,采用新给出的物理模型计算得到的材料卸载熔化损伤/破碎颗粒度分布结果更接近实验回收统计结果.研究成果不仅加深强加载下材料动态损伤演化/破碎机理的物理认识,提升工程结构以及内爆过程材料动态破坏精细化数值模拟结果的置信度,也可以为结构设计优化和性能评估提供物理支持.

层裂损伤孔洞增长模型参数的确定方法及其应用

基于自由面速度曲线及其与层裂面处物理量变化之间的关联,考虑层裂损伤演化过程中波的传播与相互作用,进一步探讨了损伤演化过程中的临界状态,分析了孔洞增长层裂损伤模型参数所包含的物理涵义,并给出基于物理的模型参数确定方法.通过对两种典型延性金属OFHC铜和钽层裂实验结果的模拟,验证了该方法的合理性.本文给出的参数确定方法不仅可以扩展模型的适用范围,有效提高计算结果的可信度,同时,也为其他层裂损伤模型参数的确定提供了很好的借鉴作用.

对含有抗叶锈基因Lr3、Lr26和Lr3+Lr26的小麦品种的组织病理学研究

本研究利用整叶违明染色法系统观察了含有Lr3、Lr26和Lr3+Lr26抗叶锈基因的小麦品种的组织病理学特征。结果表明,①含有不同基因的品种在叶锈菌侵入前的组织病理学表现没有差异;②Lr26具有慢锈特征并且在阿芙乐尔品种中对Lr3起上位作用;③寄主细胞坏死不是影响茵丝扩展的唯一因素,菌丝生长受抑制和寄主细胞的坏死不一定呈正相关;④利用某些组织病理学特征进行品种抗病性及其基因鉴定是可行的。

几种整叶透明染色方法的比较

1 研究目的在植物组织病理学的研究工作中,显微观察是关键的步骤。六十年代初期,许多工作者是通过组织切片染色方法来研究寄主和病原物的相互关系,但这种方法很赞时间,不适宜观察大量样本和观察寄主和病原物相互作用的顺序性和整体动态。1962年 Shipton

聚能装药侵彻混凝土靶板的数值模拟

将MEPH2Y程序和LTZ-2D程序衔接在一起,应用于分析射流、射弹对混凝土靶板的侵彻问题.模拟射流对混凝土靶板的侵彻以及靶板的损伤破坏情况,计算结果与实验结果符合得较好.

动载荷作用下延性材料的孔洞增长和成核

对材料中微孔洞增长和成核的研究是从细观上分析金属层裂现象的重要手段。与以往分析只考虑塑性变形不同的是本文采用JC经验本构模型 ,分析了在动载荷作用下孔洞变形 (弹性变形、弹塑性变形以及塑性变形 )情况下的孔洞增长 ,给出了其数值计算的方程 ,同时分析了缓慢加载时外载荷与孔洞增长之间的关系 ,以及材料失效时外载荷与孔洞初始几何尺寸之间的关系 。

含氦泡金属铝层裂响应的数值分析

因自辐照效应的影响,一些材料内部会产生大量的氦泡,关注这些氦泡对材料力学性能的影响是目前损伤破坏研究中的重要问题之一。结合相关文献的实验结果,采用耦合材料初始损伤、孔洞尺寸及惯性影响的损伤模型,对该问题进行了数值分析。结果显示:氦泡的内压及材料变形中温度的变化对损伤发展的影响很小;材料的初始损伤越大,材料内部应力减小得越快,损伤增长得越慢;因惯性的影响,初始氦泡越大,损伤增长相对较慢。因此,分析含氦泡材料的层裂损伤问题需要重点关注材料初始氦泡大小、初始损伤以及损伤演化过程中惯性的影响。

弹体对半无限厚混凝土靶侵彻的数值分析

本文采用混凝土的全过程动态计算本构模型，利用拉郎日弹性塑性有限元程序分析了刚性弹体侵彻半无限厚混凝土靶的深度与弹重、着靶速度、弹头形状、弹体长径比等之间的关系，并分析了弹体侵砌混凝土靶的过程中弹体的结构响应。

层裂损伤发展过程的数值分析

用数值方法定性地分析了延性材料损伤过程中孔洞数密度分布的变化情况,及其与材料中应力变化过程之间的关系,以及孔洞数目在空间上的分布情况。同时还分析了初始成核孔洞大小以及计算参数对自由面速度曲线、损伤发展和孔洞数在空间上分布的影响。分析了不同时刻孔洞成核与增长对损伤度的影响。

强动载作用下孔洞汇合对延性金属层裂损伤演化过程的影响

针对强动载作用下延性金属的层裂问题,在分析孔洞之间几何关联的基础上,定义了一个新的耦合损伤及孔洞几何信息的孔洞汇合判定方法,同时,基于能量守恒原理,解析了孔洞汇合对损伤快速增长影响的物理机理.通过分析数值计算结果和对比相关文献的实验可知:孔洞汇合后不仅引起损伤增长,而且导致了损伤材料内部微孔洞数目的减少、孔洞平均尺寸的增加。

侵蚀滑移计算方法的改进

将二维拉格朗日有限元程序LTZ-2D中侵蚀滑移的计算方法进行了改进。将单元侵蚀判断标准由单一的累积塑性应变标准改为累积塑性应变、单元的硬化因子以及单元相对于滑移线的变形角度的综合判断标准。同时,利用本文的改进算法对侵彻问题进行了数值模拟。计算结果显示,采用改进后的侵蚀滑移计算方法不仅很好地显示了侵彻过程中弹靶的接触面,而且接触面具有较好的光滑性。

延性金属层裂强度对温度、晶粒尺寸和加载应变率的依赖特性及其物理建模

层裂强度表征了材料内部最大动态抗拉能力,并与材料本身的力学性质以及损伤早期演化相关.建立层裂强度计算的解析表达式,深入认识层裂强度所包含的微细观物理涵义,有利于更好地优化延性金属材料的层裂强度.目前大量的实验表明:延性金属材料的层裂强度对加载拉伸应变率、温度效应以及材料初始微细观结构具有很强的依赖关系.本文基于对孔洞成核与增长的损伤早期演化特性的分析,以及对温度效应和晶粒尺寸与材料本身力学性质之间关系的分析,给出了简单、实用的层裂强度的解析物理模型,物理模型的计算结果与典型延性金属高纯铝、铜和钽的层裂强度实验结果基本符合,从而验证了我们给出的层裂强度模型具有较好的适用性和预测性.