拉伸应变率对20钢层裂特性的影响
王永刚, 贺红亮
2007, 27(3): 193-197. doi: 10.11883/1001-1455(2007)03-0193-05
采用轻气炮加载技术和激光速度干涉(VISAR)测速技术相结合,对不同拉伸应变率条件下20钢的层裂特性进行了实验研究。通过改变飞片和样品的几何尺寸来调整拉伸应变率的大小,研究了拉伸应变率对20钢层裂强度的影响。实验的拉伸应变率的变化范围为104~106 s-1,最大拉伸应变率接近激光加载所能产生的拉伸应变率,相比激光加载,薄飞片技术容易保证一维应变条件。实验结果显示20钢的层裂特性明显依赖着拉伸应变率的大小,106 s-1条件下层裂强度比104 s-1时提高近70%。基于对数值计算结果的分析,讨论了影响层裂强度的主要外载荷因素。
关键词: 固体力学, 拉伸应变率, 层裂, 20钢
研究材料动态本构特性中的重要作用
王礼立, 王永刚
2005, 25(1): 17-25. doi: 10.11883/1001-1455(2005)01-0017-09
在材料动态本构关系的研究中,不论是由波传播信息反求材料本构关系,即所谓解第二类反问题,还是利用应力波效应和应变率效应解耦的方法(如SHPB技术),应力波传播实际上都起着关键作用。在一般性讨论的基础上,就SHPB试验技术分析了应力波传播如何影响材料动态本构特性的有效确定。对于应力/应变沿试件长度均匀分布假定以及一维应力波假定,着重进行了分析。
关键词: 爆炸力学, 应力波传播, SHPB, 材料动态本构特性, 爆炸/冲击载荷, 应变率效应
平板撞击下C30混凝土中冲击波的传播特性
王永刚, 王礼立
2010, 30(2): 119-124. doi: 10.11883/1001-1455(2010)02-0119-06
采用1级气炮加载技术和锰铜应力计多点测试技术,开展了C30混凝土在平板撞击条件下的冲击压缩实验研究。基于锰铜应力计实测的应力波形,研究了混凝土中冲击波的传播特性,结果显示冲击波的应力峰值随传播距离呈现明显的衰减特性,衰减过程可分为2个阶段。在早期阶段,卸载波没有赶上前面传播的冲击波,冲击波应力峰值衰减较慢,主要是混凝土材料的本构粘性效应所引起的;而后期阶段应力峰值的快速衰减则归因于混凝土材料的本构粘性效应、后续的来自飞片自由面的反射波追赶卸载、边侧稀疏波卸载及波传播的几何弥散效应的共同作用;另外,冲击波在混凝土中传播的升时也随着传播距离逐渐增大,即由强间断波逐渐转化为弱间断波。
关键词: 爆炸力学, 冲击波衰减, 锰铜应力计, 混凝土
强角闪石化橄榄二辉岩的动态拉伸强度实验研究
陈登平, 王永刚, 贺红亮, 黎明发, 经福谦
2005, 25(6): 559-563. doi: 10.11883/1001-1455(2005)06-0559-05
对强角闪石化橄榄二辉岩的动态拉伸断裂强度进行了实验研究。设计了能在样品中产生持续时间大约为1.5 s拉伸应力脉冲的平板冲击回收实验。通过对回收样品的宏观和微观观察,确定了样品出现拉伸破坏开始阶段以及破坏裂纹的扩展阶段,进而确定了该岩石样品的动态拉伸强度约为265.6~315.3 MPa。同时,基于线弹性近似,导出了在一维应变条件下样品内拉伸应力和作用时间的估算公式。
关键词: 固体力学, 岩石, 动态拉伸强度, 冲击波
影响冲击载荷下脆性材料碎片尺度的因素
周风华, 王永刚
2008, 28(4): 298-303. doi: 10.11883/1001-1455(2008)04-0298-06
概括回顾近年我们针对脆性材料受冲击拉伸载荷时的断裂及破碎现象的理论分析及数值模拟成果。重点分析碎片尺度对材料参数及加载速率的依赖关系。通过量纲分析,动力学模拟以及数值实验,建立了一个普适性的无量纲关系用以评估碎片尺度。将本研究结果与其他理论及现有实验结果进行的比较表明本模型更为完善合理。
关键词: 固体力学, 碎片尺度, 冲击载荷, 脆性材料, 碎裂
延性金属层裂模型比较
王永刚, 贺红亮, 陈登平, 王礼立, 经福谦
2005, 25(5): 467-471. doi: 10.11883/1001-1455(2005)05-0467-05
在平面一维弹塑性流动有限差分计算程序中加入4种延性金属层裂模型,对平板撞击层裂实验进行数值模拟。结果表明:简单最大拉伸应力模型和简单损伤累积模型能定性反映层裂的物理现象,由于忽略损伤对本构的影响,计算结果和实验有偏差,但模型要求参数较少,对于一些精度要求不是很高的工程问题,可以采用;从材料损伤断裂物理本质出发,采用微损伤统计方法得到的NAG模型和封加波损伤度函数模型,能很好地再现实测的自由面速度剖面,数值计算结果与实验吻合很好。
关键词: 固体力学, 层裂, 数值模拟, 延性金属, 断裂模型