LY12铝和无氧铜在单轴应变加载下的本构关系研究

【作者】 谭华； 俞宇颖； 胡建波； 戴诚达；

【机构】 流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理国防科技重点实验室；

【摘要】 本文论述了单轴应变加载下固体中的偏应力的基本含义和偏应力在本构关系研究中意义。提出了描述单轴应变加载下本构关系的两个基本方程,及描写弹性区偏应力S随偏应变e_S变化的方程,即（?）=f（σ,T,ε,（?））,以及弹-塑性屈服时偏应力S达到极大值的方程,即S|_yield=S_max。结合材料的剪切模量G=1/2（?）的定义,在单轴应变条件下,第一个方程称为剪切模量方程:G=G（σ,T,ε,（?））（1）根据单轴应变条件下最大分解剪应力与偏应力的关系以及von Mieses屈服条件,得到屈服时偏应力的极大值与屈服强度的关系为S_max=□2/3Y,第二个方程称为屈服强度方程Y=Y（σ,T,ε,（?））（2）用数学极值条件d(S_max)=0,得到弹-塑性屈服时剪切模量G必须满足的条件为:G=0（3）本文通过对国产LY12铝合金和无氧铜的研究,建立了测量金属材料在平面冲击压缩下的剪切模量的基本方法;对表征固体材料弹性特性的剪切模量在冲击压缩状态下的物理含义做出了解释。根据剪切模量的一般性定义,定义了描述固体准弹性卸载特性的悠悠剪切模量G_e,建立了描写受冲击材料沿着准弹性-塑性卸载路径的有效剪切模量G_e与纵波声速c_l和横波声速c_b的关系。通过同时测量受冲击材料中的追赶稀疏波速度和波后粒子速度,获得了LY12铝在20-110GPa冲击压力和无氧铜在41-104GPa冲击压力下的声速和剪切模量,以及从这些冲击压缩状态卸载时沿着准弹性卸载路径的声速和有效剪切模量。显示了加载-卸载波剖面测量在本构关系研究中的重要意义。更多还原