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1、高应变率下金属动力学性能的实验与理论研究·’一一维杆的实验方法及其应用中学院力学研完所‘卜琦清“酬誊查霖薯轰,,是提要在高应变率下关于金属动力学性能及本构方程的理论及实验研究一个相当广泛而又,。。。重要的课题国外已有多年的历史本文给出了我们研究这一课题所得的部分结果本文介绍了常用的实验方法,提出,一了箱式应变片动态标定的简单可行技术结合合金钢动态应力应变,讨论,同时提出了确定材料本构方程的波动传播方曲线的实验测定了改进的压杆技术·。,,、法事实上要深入研究这一课题必须把实验理论模型的建立微观分析工作及数值计算紧密结·。,,
2、、合起来因此在我们以后的几篇文章中还将介绍关于一维本构模型粘塑性波的性质及数值解法,。等问题以便对这一课题有一个较系统和完整的了解并希望对这一课题有兴趣的研究工作者参加讨。论下弹,塑性波的传播规律,一、引言且通过波动信息的侧公利用力学的基本定律场,寻求高速变形下的守恒方程以及问断面条件材料在高速变形下的动力学性能及弹塑性波的理材料的本构方程。·,。,论与实验研究近多年来取得了不少进展实验与在一维应力条件下提出了构作本构关系的两种,,,,高理论分析都证明郑哲敏在射流侵方法一是准辞态方法速材料冲击机和,,。口。彻靶板后期靶板的
3、强度对于抗侵彻有明显的影响压杆包括拉杆和扭转技术均属这一类这,。,,,不同弧度的钢种穿深是很不相同的因此研究靶板里忽略了波在试件内的传描过程二是波动方法’,、即施加,通过对试件上不同在高速变形下的动力学性质包括压力温度和应变一压力脉冲于被测试件上,。,因为在高速,率对强度的影响是颇为重要的但是地点处应力或应变波形的测址可以构作高应变率下高压下金,,『属材料的塑性变形机制异常复杂时效的因的一维本构方程方法是近来获得的重要,,有,。索热和机械变形的祸合限应变给本构方程的描进展这里有一个根本的迷在,等等,,数学上带来的困难要彻底
4、弄清楚这一领问题舫要解决在一维应力条件下由于细长杆试件。,域的间题还有相当大的距离虽然在简单儿何条件存在侧向运动心即所谓的横向恤性自然会影响到,,,,,提出过若干模型我们的一维应力很定即横向惯性效应几何尺寸引,,,或但目前只能作到在一维条件下是简起的和材料的应变率效应材料性能引起的都会,从实脸角度逐步弄清单。单的组合应力条件下一因丑加到测公的波形中去利用十,,或压力和温度对材料流动和破坏,素如应变率的影分复杂的二维弹塑性流的计算证明了横向恤性影响。,,,响就应变率对材料的动力学性质的影响而盲有两的重要性或认为横向惯性的存在
5、是造成高应变率。,类相辅相成的间题下材料强度提高的原因因此我们要善子把这两种,,已知材料的本构关系求解结构在冲击载荷效应从测示待到的波形中区分开来真正求怪应变率。年月日收到,,。率型的材料即使考虑横向惯性效应也获得了一术的存在对材料高速变形的影响本文利用火药枪实验,,一精确解把考虑横向惯性的解与不计横向惯性的解进设备开展了高弧度合金钢的动态应力应变关系的。。行了比较我们也将对一般非线性本构方程给出一个实验测定由于在分段式压杆,技术中,采用平均积分的方法,求得试样数值计算通用程序并将数倪计算结果和实验结果进的应变数值。,一。
6、行比较这就把实验一理论棋型研究一数值计算三者往往偏高从而不能正确地得到动态应力应变关系,为,我们采用在夹心试样上直接贴应有机地紧密结合起来为以后更好地开展高应变率下了避免这种情况,,、。,变片以测贫试样的动态应变和应变毕而从输人各种材料的力学性能研究提供良好的基础另外在。,细长杆的实验中,由于横向惯性的存在影响了实验的输出杆上取应力的方法这样从原则上讲一次实验一。,,我们建可以获得一条应力应变曲线与此同时本文通过精度议把一维应力实验和一维应变实验结合起来,以便获得构作本构方程的更多信息。技术提出了对箱式应变片在大应变条件下
7、进行。,对清华大动态标定的一种简单方法实验表明学研制的梢,当应变皿达到‘卜〔,式片时大部分的二实验方法及原理应变,误差片线性灵敏度系数值和静态标定值相比不超过一,由分段式压杆技术的改于国内对动态大应变的标定工作,这种简易,缺少资料的标定方法对测定各种金属材进料。的动力学性能提供了一定的基础实验”装里卜依据早期利用相同材料细长杆的,,研究的最早设想完整地提出了一套所谓分段式对心掩击了大位材料在高应变率下的动力学性。。能,这种方,压杆法只能测见试件在不同位置的应变波形,,而,技术来测定材料在一维应力条件下经历高速变形时很难获褐
8、端部载荷的性质且由于是直接打击数,,一一一。一〔。,位计算表明试样端部的横向惯性是不可忽略的用的应力应变应变率关系曲线这时应变。一’。一维应力去处现数据会带来较大误差我们在实验中率可达一分段式压杆技术原提,即在塑性试样的前端加上理颇为简单,我们所用的实验装置,见照片,出了一个更合理的方法实验,。一个弹性
