空穴的绕射隔离效应和对后方应力波的削弱作用

以新型抗爆工程设计为背景,以改进的有限差分软件Renewto为手段,对含空穴的混凝土介质中应力波的衰减机制和演化规律进行了二维数值分析,通过改变空穴的位置和特征尺度等参数来考察空穴后方应力波的强度衰减及波形演化,从而对应力波传播中的空穴隔离效应进行了分析和讨论。结果表明,适当调整空穴的位置、尺寸等因素,可以在其后方明显减弱冲击波。还以计算结果为基础提出了一个应力削弱因子的拟合公式,为在抗爆防震工程中设计科学智能的防护层提供了一定的理论依据。

卵形头部弹丸对混凝土靶板侵彻的二维数值模拟

采用新发展改进的 HVP数值软件 ,并嵌入含损伤的混凝土本构模型和新的材料单元破坏准则 ,对卵形弹丸侵彻混凝土靶的过程进行了二维数值模拟 ,并讨论了有关的计算结果 .计算结果和实验结果的良好符合表明 ,论文中的力学模型。

含损伤材料的热粘塑性本构关系及其应用

对含损伤材料的热粘塑性本构关系进行了较全面和较系统的研究。首先对"半径回归方法"的本构公式给出了最一般性的严格证明,并讨论了其适用性和局限性。接着以应力空间中的屈服函数和Drucker公设为基础,以材料本构关系的内变量理论为工具,推导并建立了增量型热粘塑性本构关系的普适形式和计算流程。然后结合实践中最常用的几类本构模型,导出了所建立的增量型动态本构关系的具体形式,并简要总结了其各自的特点和意义。最后通过一些典型的波传播和高速冲击问题的算例,介绍了所建立的本构关系及计算方法的具体应用情况和效果,从而展示了其理论意义和应用前景。

铝锂合金材料状态方程的研究

多数材料是应变率正敏感的 ,其屈服应力随着应变率的增加而提高 ;但是在应变率相关的动力学实验中 ,发现铝锂合金是应变率负敏感的 ,具有明显的冲击韧性特征。为了全面认识该种材料的动态力学行为 ,有必要进一步研究其在较高压力下的冲击压缩性能。通过轻气炮实验 ,测量了靶板自由面质点速度时程曲线等相关参量 ,得到了材料的D u型Hugoniot线。实验揭示了在突加载荷作用之下 ,在应变率负敏感的铝锂合金材料中可出现类似于弹塑性材料中的双波结构 ,从而证明了所提出的“极限应变率负敏感粘塑性材料”这一概念的合理性。最后 ,在弱激波假设的前提下 ,推导了材料Hugoniot方程与Murnagham状态方程之间的关系 。

混凝土靶抗贯穿的一种新工程分析方法

在土盘模型的基础上,通过计入冲击波衰减的影响及改进浮动锁应变的计算,发展了一种对贯穿问题的新的工程分析方法。

粘塑性薄壁管中复合应力波的传播特性研究

以本构关系一般理论为基础,导出了计及材料功硬化效应和应变率硬化效应的粘塑性薄壁管的本构关系及管中复合应力波的控制方程,应用有限差分方法研究了在压扭复合冲击载荷作用下粘塑性薄壁管中复合应力波的传播特性与演化规律,分析了复合应力波的耦合效应以及薄壁管中粘塑性参数和功硬化效应对复合应力波传播与演化规律的影响,并对有关现象进行了分析和解释。

含损伤材料的热粘塑性本构关系和柱壳破裂研究

以含内变量的本构关系理论为基础 ,结合材料损伤演化方程 ,并考虑了温度和损伤对材料参数的影响 ,得到了增量形式的热粘塑性本构关系的普适显式表达式。然后使用Bodner幂函数型粘塑性模型 ,具体推导了其增量形式的热粘塑性本构方程。接着结合在实践中有重要意义的内部爆炸载荷作用下的柱壳破裂问题 ,建立了含损伤热粘塑性柱壳破裂问题的完备方程组 ,使用有限差分方法 ,完成了对问题的数值模拟 ,并对结果进行了分析。计算结果与实验结果符合良好。

爆炸和冲击工程力学近期研究进展

简要回顾了中国科学技术大学近代力学系工程力学学科的发展概况和研究特色,并重点对该系近十几年来在爆炸和冲击工程力学方面的若干研究进展进行了综述,同时对未来的若干研究方向进行了展望.

45^#钢的损伤演化方程和层裂准则研究

通过唯象分析和细观物理统计相结合的方法建立了一种韧性材料的损伤演化方程。在试验结果和内变量理论的基础上得到了45#钢的含损伤热—粘塑性本构关系。用有限差分方法计算了45#钢平板撞击所产生的应力波传播规律、损伤演化规律及层裂进程。通过自由面速度历史的数值模拟,并基于计算结果与试验结果间的最佳一致性,得到了损伤演化方程中的材料参数和极限损伤数值,并以此为依据建立了材料的应力率层裂准则。

陶瓷材料的抗侵彻机理和陶瓷锥演化的数值模拟

陶瓷锥的演化在陶瓷靶抗侵彻机理中起着重要的作用 .该文通过二维数值模拟研究了AD85陶瓷的损伤及陶瓷锥的形成和发展过程 ,建立了一种计及侵彻过程中陶瓷损伤演化的流体弹粘塑性本构模型 ,对陶瓷锥单元的形成提出了临界拉伸损伤和临界等效塑性应变的双重破坏准则 .对陶瓷锥的形成条件和可能的力学行为也进行了分析 .研究表明 。

金属损伤演化方程和层裂准则的确定(英文)

文中由唯象分析和细观统计相结合的方法给出了一种新的损伤演化方程.对两种金属,在试验结果和内变量理论的基础上得到了计及损伤的热-粘塑性本构关系.用有限差分数值计算研究了应力波传播规律、损伤发展及层裂.通过自由面速度历史的数值模拟,并基于计算结果与试验结果间的最佳一致性,得到了损伤演化方程和层裂准则中的材料参数.

粘塑性变截面杆中冲击波的演化

讨论了粘塑性变截面杆中的一维应力波传播规律。在粘塑性本构理论框架的基础上,利用特征关系和冲击波阵面上的突跃条件,得出了冲击波在传播过程中的演化规律,包括其微分方程和解析表达式,并对Bodner和Johnson-Cook材料和不同收缩形式的杆中冲击波的演化规律进行了讨论,同时计算和讨论了杆中冲击波后方应力波传播规律的特点。

橡胶基复合靶抗贯穿特性的近似分析方法

采用体积含量加权的方法确定了复合靶等效状态方程参数,采用纤维含量平方外推的方法确定了复合靶的等效强度。然后利用球腔膨胀和柱腔贯穿相结合的方法提出了一种分析计算钢球贯穿橡胶基复合靶的近似分析模型。计算方法简明、高效,而且对剩余速度和临界穿透速度等的计算结果与已有实验有良好的符合。

内聚爆炸载荷下热塑性中厚球壳的变形和层裂

考虑温度和损伤对材料参数的影响,计入温度和损伤对材料塑性变形发展的耦合作用,以本构关系的内变量理论为基础得到了热塑性本构关系的普适显式表达式以及增量形式的热塑性本构方程,结合在实际中有重要意义的内聚爆炸载荷作用下的球壳层裂问题,建立了含损伤热塑性球壳破裂问题的完备方程组,使用有限差分方法,完成了对问题的数值模拟,并对结果进行了分析。

粘塑性靶板中冲击波的演化

讨论了粘塑性靶板中的一维应变波的传播规律。利用广义特征理论导出了应力波传播的特征线和特征关系。利用特征关系和冲击波阵面上的突跃条件，得出了冲击波在传播过程中的演化的规律，并以Ｂｏｄｎｅｒ－Ｐａｒｔｏｍ幂函数型粘塑性材料为例。

径向惯性对薄壁圆管中弹塑性复合应力波传播的影响

弹塑性压扭复合应力波在薄壁管中的传播特性 ,已得到较为深入的研究 ,但为得到简单波解 ,大部分研究忽略了薄壁圆管中与径向惯性有关的周向应力σθ 的影响 .该文采用便于动态数值方法应用的增量型弹塑性本构关系 ,应用有限差分数值方法 ,计算了考虑径向惯性效应的弹塑性薄壁管中复合应力波的演化规律和传播特性 ,并与无径向惯性效应的计算结果作了对比 .

侵彻力学的一种新理论分析方法

对穿甲弹准定常侵彻半无限厚靶板的问题,提出了一个考虑应变率效应的包括带有蘑菇头的未碎弹体、弹的破碎及扩孔区、靶的破坏和扩孔区的简化侵彻模型.通过侵彻过程中简化模型各部分的力学守恒定律,得到了侵彻问题的简化常微分方程组,并以分析和数值计算相结合的方法分析了弹、靶强度的应变率效应及弹破碎应变的应变率效应对侵彻效果的影响.数值计算结果跟实验结果对比基本一致.

三维固体中冲击波突跃条件的某些问题

以一般的力学守恒定律为基础,分别导出了三维固体中冲击波突跃条件的Euler表述和Lagrange表述,并对各突跃条件的含义和相互关系特别是质量守恒条件和位移连续条件的关系进行了讨论.同时对三维固体冲击波的冲击响应曲线即广义Hugoniot曲线进行了分析,为三维固体冲击波耦合特性的研究奠定了基础.

纤维增强复合靶抗贯穿规律的研究

通过将球腔膨胀模型和柱腔模膨胀型相结合的方法 ,提出了一种计算纤维增强复合靶抗贯穿规律的新工程分析方法 ,此方法考虑了复合靶的各向异性特征和撞击所引起的冲击波的衰减效应 .利用新的分析方法完成了聚乙烯纤维增强复合靶和芳纶纤维增强复合靶抗贯穿规律的分析计算 .

纤维增强复合材料靶板抗钢球贯穿的工程分析方法研究

介绍了钢球贯穿纤维增强复合材料靶板的一维工程近似分析方法.钢球被假定为刚体,复合材料靶被近似为横观各向同性弹塑性材料.通过将球腔膨胀模型和柱腔贯穿相结合的方法,提出了一种改进的复合材料靶抗贯穿的工程近似分析方法.利用该方法,对三维芳纶纤维编织(3DKW)复合材料靶板开展了抗钢球贯穿的工程近似分析,计算结果与实验结果一致性较好;并进一步讨论了计算中材料主要参数对靶板抗贯穿规律的影响.