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多孔脆性材料对高能量密度脉冲的吸收和抵抗能力  
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【英文篇名】 The ability of porous brittle materials to absorb and withstand high energy density pulse
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【作者】 喻寅; 贺红亮; 王文强; 卢铁城;
【英文作者】 Yu Yin; He Hong-Liang; Wang Wen-Qiang; Lu Tie-Cheng; Key Laboratory for Radiation Physics and Technology of Ministry of Education; Department of Physics; Sichuan University; National Key Laboratory of Shock Wave and Detonation Physics; Institute of Fluid Physics; China Academy of Engineering Physics;
【作者单位】 四川大学物理学院教育部辐射物理技术重点实验室; 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室;
【文献出处】 物理学报 , Acta Physica Sinica, 编辑部邮箱 2015年 12期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 多孔脆性材料; 高能量密度脉冲; 能量吸收; 抑制裂纹;
【英文关键词】 porous brittle material; high energy density pulse; energy absorbing; cracks restraining;
【摘要】 作用在脆性结构材料表面的高能量密度脉冲会以冲击波的形式传播进入材料内部,导致压缩破坏和功能失效.通过设计并引入微孔洞,显著增强了脆性材料冲击下的塑性变形能力,从而使脆性结构材料可以有效地吸收耗散冲击波能量,并抑制冲击诱导裂纹的扩展贯通.建立格点-弹簧模型并用于模拟研究致密和多孔脆性材料在高能量密度脉冲加载下的冲击塑性机理、能量吸收耗散过程和裂纹扩展过程.冲击波压缩下孔洞塌缩,导致体积收缩变形和滑移以及转动变形,使得多孔脆性材料表现出显著的冲击塑性.对致密样品、气孔率5%和10%的多孔样品吸能能力的计算表明,多孔脆性材料吸收耗散高能量密度脉冲的能力远优于致密脆性材料.在短脉冲加载下,相较于遭受整体破坏的致密脆性材料,多孔脆性材料以增加局部区域的损伤程度为代价,阻止了严重的冲击破坏扩展贯通整个样品,避免了材料的整体功能失效.
【英文摘要】 The high energy density pulse input into brittle structural materials will propagate as a shock wave. It induces compression fracture and function failure. In this work, voids are introduced to significantly enhance the shock plastic deformability of brittle structural materials, so that brittle structural materials can effectively absorb the shock wave energy, and restrain the propagation of shock-induced cracks. A lattice-spring model is established to investigate the mechanism of shock plastic, and the p...
【基金】 中国工程物理研究院重点实验室专项科研计划(批准号:2012-专-03); 冲击波物理与爆轰物理重点实验室基金(批准号:9140C670301120C67248,9140C670302140C67284); 国家自然科学基金(批准号:11272164)资助的课题~~
【更新日期】 2015-07-14
【分类号】 O347
【正文快照】 1引言强激光辐照[1-5]、微小空间碎片撞击[6]、高能炸药爆炸等[7]都会在物质表面上输入极高能量密度的瞬时应力脉冲.这一瞬时脉冲以冲击波的形式传输进入物质内部,可能对外围结构支撑材料和内部功能器件造成严重的破坏.高强度陶瓷和金属玻璃等脆性材料是被寄予厚望的先进结构材

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