一、一种钨合金含损伤本构的唯象模型(英文)（论文文献综述）
徐光泽[1]（2021）在《活性毁伤元冲击释能特性及毁伤效应研究》文中认为高效毁伤一直是武器弹药追求的目标,由于活性毁伤元具有独特的耦合毁伤作用——在侵彻穿甲过程中既有动能杀伤作用,又能通过释放化学能实现热毁伤效应。因此,活性毁伤元在武器装备中的应用已日益广泛。目前,针对活性毁伤元冲击释能特性已开展了大量研究,但对支撑活性毁伤元毁伤效应的定量评估、冲击释能反应过程和燃烧现象规律表征参数体系的构建及考虑终点热毁伤效应的理论计算研究相对较少。鉴于此背景,本文综合考虑活性材料冲击释能行为与其动态力学特性之间的关系,以典型的铝/聚四氟乙烯复合材料和钨锆合金型非晶含能破片作为研究对象,主要采用理论分析和实验研究相结合的方法,开展了活性毁伤元冲击释能过程动态力学行为研究及特征参数体系的构建和定量分析。主要研究内容和成果如下:（1）从理论上分析了活性毁伤元冲击释能特性和毁伤作用规律,建立了适用于瞬态燃烧毁伤的理论分析模型。基于活性毁伤元穿燃毁伤现象将反应释能过程划分为着靶撞击释能、侵彻穿甲、靶后释能反应、二次释能等四个阶段。从理论上分析了每一阶段的作用特点和典型现象,对靶后热毁伤效应进行了定量估算,基于已有的火球热辐射模型确定了火球演化中关键毁伤参数信息,对模型中参数选取的依据进行了分析。（2）采用分离式霍普金森压杆装置对金属氟聚物复合材料进行一维冲击加载实验研究。获得了活性材料动态加载时的力学特性,临界应变率在1200s-1左右,临界释能速度在13m/s左右,活性材料经历弹性阶段—压缩阶段—卸载阶段,在塑性变形阶段材料的应变率与反应释能成正相关。当加载压力在0.16MPa～0.18MPa时,活性材料由激发态转变为燃烧状态;当加载压力在0.3MPa～0.35MPa时,活性材料由燃烧状态转变为爆燃状态。基于应变率相等时活性材料反应释能等效的原则,理论上推导得到霍普金森压杆实验中撞击杆初速和破片着靶初速之间的关系。通过对冲击释能过程典型图像的定量分析,发现活性破片燃烧时间与撞击杆初速、反应部分质量成正相关,与空气接触面积成反相关;燃烧火焰最大高度与压杆初速有线性关系。（3）以金属氟聚物和钨锆合金两类活性破片为研究对象,开展了弹道枪动态加载冲击实验。分析了金属氟聚物对棉花和油箱的引燃机理以及穿靶扩孔效应,发现活性破片的穿靶孔径可达破片直径的2倍以上,穿孔形式主要为冲塞破坏,穿孔分层现象明显,孔洞呈椭圆形。靶后压力分布与准静态密闭容器压力数据接近,压力值大多在一个大气压以下,当初速达到1110m/s以上时,金属氟聚物靶后超压值接近2个大气压。活性破片在靶后引燃易燃类固体目标时存在热辐射和热传导耦合毁伤作用,且靶后二次释能对目标毁伤具有重要影响。通过理论分析,综合考虑实验数据与数值模拟结果,得到了靶板材料、厚度和着靶初速对活性材料反应释能的影响规律,发现着靶初速对靶后释能反应影响较大。对弹道枪高速摄像图像进行定量分析,提出了考虑随机过程不同阶段关系的参数定量化处理方法,获得了不同反应阶段释能反应区域面积变化率、横纵向最大尺寸变化率随时间的变化规律,与实验现象具有较好的一致性。此外,实验结果在一定程度上验证了理论计算的正确性和可行性。
李磊[2]（2020）在《铜及铜合金薄板的细观损伤演化行为研究》文中指出塑性金属材料的损伤与断裂与其微结构密切相关。目前针对金属材料损伤与断裂的研究大多集中于微孔洞的形核、生长与聚合等方面,局部变形阶段微孔洞演化理论对于揭示塑性金属材料的损伤与断裂机制具有重要的意义。事实上,塑性金属材料中微孔洞的形核主要是塑性变形过程中内界面（晶界）开裂引起的。晶界是材料中典型的缺陷（面缺陷）之一,对材料的力学行为影响很大。但是目前关于塑性变形过程中晶界细观损伤演化行为的研究并未得到足够的关注。因此,本文以晶界为细观损伤源,以晶粒形状因子统计量这一描述晶粒形状改变的材料参数作为细观损伤变量,采用准静态单轴拉伸实验和定量金相方法获取材料晶粒形状改变与宏观变形量之间的关系;采用准静态单轴拉伸实验和数字图像相关方法（Digital Image Correlation DIC）在线获取材料的表观变形状况以及与宏观变形量的对应关系。据此研究了细观损伤演化规律,建立了损伤方程和本构模型,真实地揭示了发生在材料内部和表面的细观尺度上的损伤形态及其演化行为。获得的结论对于深入理解塑性金属材料微结构演化和细观损伤有重要的作用。以纯铜和铜合金薄板试样单轴拉伸实验为基础,研究了形状因子的细观损伤演化规律。两种金属材料的晶粒随塑性变形的增加呈现纵向伸长、横向收缩的趋势,而且晶粒尺度逐渐减小;形状因子和相对形状因子均随塑性变形的增加而增大,而且分别在应变为0.24和0.17时出现明显增加的现象,该值也与晶粒显着伸长或尺度减小相对应。通过退火调节晶粒度,研究了具有不同晶粒尺度的两种材料的细观损伤演化规律。晶粒尺度的改变对晶粒形状因子的演化规律影响较小,保持了随塑性变形增加而增大的关系。但不同点是大尺度晶粒度越晚发生塑性变形,且塑性变形过程越长,损伤变形的速度越慢。临界应变点分别推迟到0.34和0.24,纯铜比铜合金的临界应变点推迟距离更长,相应的损伤变形速度更慢。基于单轴拉伸实验结果,以归一化形状因子为损伤参量,建立了损伤演化方程:D（28）a（10）bec?（a,b,c为与材料有关的常数）,材料的变化（合金种类、晶粒度）对a,b的取值影响较小,对c的取值影响较大。材料晶粒尺度增加,常数a,b小幅下降,常数c出现明显下降的现象。合金化后,常数a,b,c均呈现增加的趋势。该方程定量地揭示了两种金属材料的细观损伤演化规律且具有推广性,可以推广到其他金属及其合金（如Al、Zn、Ni、Ti等）的细观损伤演化表征。在Ramberg-Osgood模型基础上,以归一化形状因子为损伤参量,建立了损伤本构模型。模型中的硬化系数、硬化指数与材料的变化（合金种类、晶粒度）密切相关。随着晶粒尺度的增加,硬化系数、硬化指数均减小。合金化后,硬化系数、硬化指数均增大。基于Cockcroft-Latham准则和损伤本构模型计算得到的临界损伤因子与实验值基本相符,可以较好地预测材料的快速损伤阶段。该模型的预测误差均小于10%,能够较精确地预测不同金属材料（合金种类、晶粒度）塑性拉伸流动应力。通过数字图像相关方法（DIC）对两种材料表观损伤演化规律的研究,建立了表观损伤演化方程。以应变损伤因子为损伤参量,建立了两种材料的表观损伤本构模型。结果表明,材料的表观损伤演化规律与晶界损伤演化规律相似,损伤演化方程大体一致,材料表面和内部的临界应变点大体相同。表观与内部临界损伤因子及损伤本构模型基本相符,验证了这一方法对延性金属材料损伤演化定量化表征的适用性,为材料细观损伤演化的全场分析提供补充。
卢微然[3]（2018）在《工业金属及其复合材料动态塑性变形本构建模研究》文中研究说明材料在受到动态加载时,在短时间内发生剧烈变形,在此过程中材料的动态力学响应与准静态加载下的力学响应有着很大差异,因此材料在动态荷载下的塑性本构关系一直是材料加工与力学领域研究的重点内容。构建一个准确的动态塑性本构方程,需在建模过程中采用实时的材料状态变量,并将状态变量与材料的微观结构演化特征紧密联系起来。一个普适的、准确的本构模型,对金属及其复合材料在工程中的优化应用有着重要意义。本文基于晶体塑性变形的热激活位错运动理论,分别针对具有不同微结构和形变规律的fcc金属、bcc金属、hcp金属,结合它们在变形过程中各自不同的微结构演化特征,在大应变率跨度下进行了物理本构建模及实验研究。最后通过多参数非线性优化方法确定出了材料本构模型参数,将之成功应用于多种典型工业材料上并得到实验验证。然后,针对双相金属基复合材料、金属基纳米复合材料（MMNCs）进一步开展了金属基复合材料的本构建模研究。主要研究工作包括:（1）面心立方结构（fcc）金属的位错机制主要是克服林位错引起的势垒阻碍,根据fcc金属塑性变形机理分析,结合纳米孪晶材料微观演化特性,推导建立了其本构模型。并将模型应用于纳米孪晶铜（nt-Cu）上,成功描述了 nt-Cu在孪晶间距减小到纳米尺度后出现的变形机制转变规律。（2）体心立方结构（bcc）金属的位错机制主要是克服Peier-Nabarro内应力引起的势垒阻碍,据此机理分析推导建立了 bcc金属塑性变形的物理本构模型。然后将本构模型应用于典型的bcc结构金属高强度低合金钢（HSLA-65）上,有效地预测了其准静态/动态塑性变形力学行为并与实验数据结果吻合。（3）对于密排六方结构（hcp）金属,因其兼具bcc和fcc两种金属材料的部分结构特性,可通过这两种金属材料本构方程的叠加原理获得其本构方程。实验发现AZ31镁合金在极高应变率下的变形过程中会出现因动态再结晶后晶粒细化而引起的流应力骤升现象。为了描述这一现象,我们在hcp本构建模过程中进一步发展了位错密度演化函数,同时将本构模型表达为分段函数形式,使得改进后的新模型能够分别预测很低和很高应变率下材料的变形规律。新模型被成功应用于AZ31镁合金上,很好地描述和解释了其在超高应变率下的应力骤升重要现象。（4）与此同时,开展了 hcp金属在准静态和动态下的压缩试验,并对不同加载条件下塑性变形后及断裂试件进行了微观观测分析,仔细地从实验角度研究了 AZ31镁合金的塑性变形机理,揭示了塑性变形过程中材料性能和微观结构之间的关系。实验发现,在准静态加载条件下变形孪晶/退孪效应在其中高温的塑性变形中起到了关键作用。而在高应变率条件下,由动态再结晶引起的晶粒细化则成为其变形机制转变中最重要的因素。（5）双相合金的的传统本构模型仍沿用单相均质金属材料的本构模型,考虑到双相钨合金93W-4.9Ni-2.lFe材料本身的复合材料微结构特征,本文在其建模过程中分别对基体相和增强相的本构模型进行加权叠加,权系数中引入了随宏观状态变量（应变、应变率、温度）演化的体分比函数。新建模型与实验数据和传统模型比较表明,本文所提出的本构模型优于其他传统模型,预测结果更接近实验数据。（6）针对金属基纳米复合材料（MMNCs）进行了复合材料多尺度本构建模研究,首先,为了引入纳米陶瓷颗粒引起的增强效应,在建模时采用在基体材料本构模型上叠加由增强相产生的各种不同的应力增强项,包括Hall-Petch增强项、Orowan增强项、热传导系数（CTE）不匹配增强项和弹性模量（EM）不匹配增强项等。接着,考虑到纳米增强颗粒在制备过程中极易发生增强颗粒团簇的现象,对模型中的颗粒平均尺寸做了重要修正,利用微观概率统计方法引入对数正态分布函数描述团簇颗粒尺寸随机分布规律,推导出团簇颗粒的等效尺寸,使改进后的本构模型能够首次反映MMNCs中纳米颗粒的团簇效应。最后将模型应用于铝合金基纳米陶瓷颗粒增强复合材料A356/nSiC中,有效描述了典型先进航空复合材料的强度规律及其变形行为。
谢东[4]（2018）在《基于广义塑性力学模型的金属粉末成形裂纹损伤研究》文中指出粉末冶金工艺是有着历史悠久的材料制备工艺,也是先进的零件加工工艺,其作为近净成形的零件制造工艺,具有环保、节能等优点,这也正符合我国现阶段向高端制造的转变,因此,受到工业界的重视。在实际生产过程中,裂纹损伤缺陷是金属粉末压坯中最为常见的缺陷,其影响着金属粉末冶金零部件最终的质量和力学性能,而且也是一个长期没有解决的问题。由于粉末压坯在压制成形以及运送阶段的各个环节都有产生裂纹的可能,为避免零件压坯产生裂纹缺陷除了传统的试错法,还可以引入计算机数值模拟技术对压坯裂纹的产生进行预测,通过此方法可以为实际生产节省大量的成本。金属粉末压坯生产过程中,裂纹从萌生到扩展失稳产生的过程很难通过实验测定,但计算机数值模拟可以详细的看到在压制过程中金属粉末在模具内的变形过程及流动状态,能够很好的预测裂纹的产生及预测压坯裂纹产生的位置,进而可以制定更加合理的工艺方案及参数。金属粉末压坯的致密化过程是一个极其复杂的过程,同时也是一个塑性大变形的过程,而且到目前为止还没有一个大家公认的数学模型对金属粉末压坯裂纹的产生进行定量的分析。因此,本文基于广义塑性力学模型研究金属粉末压制过程及压制终了时的压坯密度的分布情况,在此基础上提出了与硬化过程相反的软化过程,指定软化变量用于不同生产阶段的压坯裂纹损伤的预测分析,为优化粉末冶金零件的生产工艺参数提供可靠的依据。本文主要研究内容如下:1、本文主要针对金属粉末压坯在成形过程中裂纹形成的基理进行分析,并依据裂纹从萌生到扩展的特点,本文提出材料的软化过程,其与硬化过程相反。以Distaloy AE铁粉为实验材料,结合巴西圆盘实验中断裂能量的确定方法,推导软化参数的求解公式,为以后压坯成形过程的裂纹损伤模拟奠定基础。2、基于修正的Drucker-Prager Cap屈服模型,利用有限元软件ABAQUS的二次开发平台实现金属粉末在致密化过程的有限元模拟,输出压坯相对密度和软化参数两个场变量,即SDV1和SDV2。然后对相对密度SDV1分布情况以及损伤场SDV2进行分析,同时结合金属粉末压制实验,对比了压制力曲线和数值模拟结果,两者吻合良好进一步说明以上模型的正确性;对于损伤场SDV2的分布情况进行分析得出压坯最容易出现裂纹的位置,也验证了软化参数设定的正确性。3、针对环形和阶梯形两种典型零件,运用上述提出的有限元模拟办法实现这两种典型零件压制过程和脱模过程的有限元模拟。对于环形零件压坯,为防止压坯在运送过程中由于加持力过大导致裂纹产生,讨论了在高径比、厚径比以及脱模角的影响下残余应力的变化情况,并提出相应的措施;对于阶梯型零件压坯,主要分析了金属粉末在致密化过程中相对密度的分布情况,以及由于摩擦力的影响压坯内部应力的变化情况。根据模拟结果预测阶梯形压坯最容易出现应力集中的位置,以及软化参数分布情况,分析压坯最容易出现裂纹的位置。
郑柯[5]（2018）在《结构与载荷特性对金属柱壳碎裂破坏过程的影响》文中研究表明金属柱壳内部爆炸加载下的膨胀断裂研究起始于上世纪40年代,经过多年的研究,已取得了一些研究成果,但柱壳外爆膨胀实验所得到的破坏现象存在较大差别,包括拉伸型破坏、拉剪混合型破坏、剪切型破坏及层裂破坏等,一些碎片中还存在绝热剪切带,这表明金属柱壳外爆膨胀破坏过程可能由多种因素影响控制。因此,区分出各种因素的影响机理及主次关系,对于现代武器设计、防护结构分析中有着重要意义。本文通过数值有限元模拟计算及微观实验研究,探讨分析了爆炸载荷特性、加载率、模型损伤参量等因素对柱壳破坏的影响,其中重点研究柱壳外爆时破坏模式产生及转变的机理、控制影响因素,研究结果表明:（1）理想均布载荷作用下,均质无缺陷的金属柱壳存在两种破坏模式:低压时,破坏从内壁起始;高压时,破坏从中部起始。其中,载荷峰值是形成不同破坏模式的控制因素,壁厚改变不影响破坏模式转变规律,载荷脉宽则改变损伤破坏的严重程度。（2）载荷峰值引起的加载率变化对断裂应变影响中,存在“塑性峰”现象,载荷脉宽引起的加载率变化与断裂应变的关系中则未出现该现象,认为载荷峰值是引起“塑性峰”特征的控制因素,证明了载荷峰值对破坏模式的主导作用,而与加载率的变化无关,但加载率可以较好的表征碎片特征尺寸分布。（3）J-C损伤参量D3数值变化对柱壳破坏模式,及载荷峰值影响下的破坏模式转变规律均造成了较大影响。当D3取正值并逐渐增大时,柱壳在较低的压力作用下产生了中部起裂,甚至是外壁起裂的破坏模式。在固定D3的情况下,载荷峰值仍为控制断裂应变及破坏模式转变的主导因素。（4）20钢柱壳在较低爆炸压力作用下,断裂裂纹起始于柱壳壁厚中部,随膨胀变形发展向内、外壁扩展,形成拉-剪混合断裂。这与传统认为拉伸裂纹一般从柱壳外壁起始不同。实验结果很好的解释了许多柱壳爆炸实验中外壁出现裂纹的时间早于爆轰产物泄漏时间与动态有限元变形分析中外壁应力、应变始终处于较小状态之间的矛盾。
于超[6]（2015）在《穿甲弹用钨合金的冲击实验与纳观力学机理模拟研究》文中进行了进一步梳理钨合金材料以优良物理、力学性能，在国防军工应用材料中占有不可替代的地位，但在使用过程面临高温高压等极端条件，其微观结构会发生明显变化，使得材料的性质与常温常压下不同，且极端条件下钨合金材料的相变、微观效应、尺寸效应等性质很难通过实验获得。为了从原子水平深入认识钨合金材料在极端条件下的性质，探索微观结构与宏观之间的联系，本文回顾了前人对钨合金材料宏观的动态力学特性和细观损伤理论的研究，采用实验与分子动力学方法对钨合金材料在典型极端条件下的一些重要问题进行了有益的探索和研究，具体工作如下：（1）基于伺服式疲劳试验机MTS810和旋转盘式杆-杆型冲击拉伸实验装置对钨合金材料分别进行了室温下准静态和动态对比拉伸实验，并分析了试件断口形貌。研究表明：室温准静态加载下，钨合金材料没有塑性变形，是典型的脆性断裂，且随着应变率的增加，材料的强度有所升高；室温动态加载下，钨合金材料表现出了一定的塑性特性，出现了颈缩现象，并且随着应变率的增加，材料的强度与刚度逐渐升高，而且动态加载比静态加载的钨合金屈服强度明显升高，且钨合金表现出明显的应变率效应；在实验研究的基础上，结合EAM势和分子动力学方法，编写了钨合金材料的拉伸程序，研究了钨合金材料的不同晶体结构在拉伸和温度作用下的晶体结构、相变及屈服强度。由EAM势预测的晶体结构、延展性和颈缩行为与实验结果基本一致，说明该势函数适用于钨合金晶体，具有良好的拓展性。钨合金晶体在低应变率与高应变率下延展性具有不同特性，且在高应变率下应力-应变曲线出现特有的双峰现象。研究了钨合金晶体屈服强度在加载速率、温度、尺度和晶向效应变化下的响应，与实验结果进行对比，并将分子动力学模拟钨合金晶体拉伸高应变问题进行了拓展，获得高应变率下的响应公式。（2）利用三点弯实验机与S-570扫描电镜试验系统对钨合金材料裂纹扩展及其断裂行为展开了研究，观测到不同细化颗粒钨合金裂纹试件在拉伸加载过程中，钨合金首先发生塑性变形，钨颗粒附近的黏结相承受大部分的载荷，而钨颗粒周围产生较大的应力集中，预制裂纹附近的缺陷首先发展成为裂纹源，随后微裂纹在黏结相中发生扩展演化，总结了钨合金裂纹扩展规律；并采用编写的分子动力学程序对钨合金I型裂纹扩展模型进行了研究，分析了钨合金晶体在拉伸作用下的裂纹扩展机理。结果表明钨合金晶体裂纹扩展尺寸与裂纹扩展临界应力均为各向异性：沿着[123]晶向的裂纹扩展，其临界应力最大，沿着[112]晶向次之，而对于[110]晶向裂纹扩展临界应力最小；裂纹扩展长度沿着[100]晶向最大，[123]、[112]与[110]晶向的裂纹扩展尺度相对较小，可近似为[100]晶向的三分之二。裂纹扩展临界应力与裂纹扩展尺寸的各向异性是由不同晶向间原子排列结构以及滑移阻碍方式造成。（3）采用自行编写的分子动力学程序对钨合金的冲击熔化行为进行了数值模拟研究，将多尺度模型置于分子动力学程序中求解，实现了在动高压条件下对钨合金的冲击动力学行为问题的研究。通过模拟获得了冲击钨合金熔化的临界冲击加载速度，压强、温度、体积的时程曲线，钨合金热力学参数的Hugoniot曲线，并经过拟合获得了冲击波速度与粒子速度的关系式；利用分子动力学模拟得到参数与推导的公式结合获得了冷能曲线的相应参数，其与文献理论计算结果的对比比较接近，而分子动力学模拟钨合金冲击与冲击压缩实验及相关理论计算结果符合较为一致表明MSST理论模型与分子动力学相结合的方法在描述冲击钨合金熔化问题上具有一定的可靠性；同时计算了冲击速度与冲击晶向变化对冲击熔化的影响，发现钨合金随着冲击速度与冲击晶向的不同，钨合金熔化过程具有一定的差别。（4）在上述钨合金实验与数值模拟研究基础上，编写了钨合金弹丸超高速撞击靶板的分子动力学程序。首先建立超高速弹丸撞击靶板系统的三维模型，并计算和分析钨合金弹丸在撞击靶板过程的微观演化和结构破坏方式；其次研究了弹丸半径、弹丸初始速度、靶板厚度、材料变化对碰撞后产生碎片云的影响；最后，将分子动力学模拟结果同高质量实验研究的结果进行了比较，模拟的碎片云形状和碎片云特征点的速度与实验相吻合，证实了改进的EAM势对于超高速撞击模拟问题是可行的，进一步验证了分子动力学方法的有效性。
宁建国,王猛[7]（2012）在《关于计算爆炸力学的进展与现状》文中研究表明爆炸问题由于其强烈的非线性,绝大多数情况下不可能给出精确解,并且爆炸在极短的时间内完成强烈的物理过程,能通过实验获得的数据也有限.爆炸力学数值模拟及相关研究领域的工作极大地推动了爆炸力学学科以及武器装备的发展,本文主要对爆炸力学数值方法、材料动态本构模型以及相关工程应用进行评述.
董涛涛[8]（2012）在《高速切削材料动态破坏及考虑损伤本构关系的研究》文中进行了进一步梳理被加工材料在高速切削过程中会形成含有重复性绝热剪切带的锯齿形切屑，将引起切削力的高频振动，加剧刀具磨损，影响加工表面质量。高速切削的过程中，绝热剪切现象是材料发生动态破坏的特有性质。研究绝热剪切现象有助于我们全面认识被加工材料的动态破坏。在高速切削时，材料或多或少的会发生局部化绝热剪切。绝热剪切局部化实际上是一种应变硬化、应变率硬化和热软化的耦合效应，高速切削过程中第一变形区的大应变、高应变率和热集中环境，恰恰有利于绝热剪切带的出现。广义上讲，只要切削速度足够高，能够达到材料变形硬化和热软化的平衡，任何材料在切削过程中都有发生绝热剪切局部化的可能。目前，对于绝热剪切带的形成机理及损伤和破坏规律方面，尚没有成熟的理论加以解释。对于描述绝热剪切现象的本构关系普遍没有考虑损伤对强度的下降和材料劣化所产生的影响。本文采用实验研究和理论分析相结合的方法，研究高速切削绝热剪切带损伤破坏规律，建立考虑损伤的动态塑性本构关系。结果表明，对于碳钢，在高速切削时不易产生绝热剪切带，而高强度合金钢则很容易发生绝热剪切，同时，根据绝热剪切带内部微孔洞损伤发展的特点，提出了一个同时依赖于应变率和应变的微损伤演化方程，并在本构方程中同时考虑了温度和损伤对材料的影响,经试验验证，与实验数据吻合较好。
朱建士,胡晓棉,王裴,陈军,许爱国[9]（2010）在《爆炸与冲击动力学若干问题研究进展》文中研究说明介绍了爆炸与冲击动力学数值模拟领域近几年的研究重点及主要进展.包括材料本构关系、损伤破坏、冲击相变、射流和微喷等,其中材料本构关系的发展比较系统,有几个典型的模型可以参考,不仅应用广泛,而且有实验数据进行检验和对比.损伤模型只有唯象模型,虽然有不同的物理机制,但缺少直接的实验依据.射流的工程应用比较广泛,理论研究比较缺乏.微喷研究基本停留在定性阶段.随着实验技术及测量手段的发展,相关领域取得了一些令人欣慰的进展.
蒋东[10]（2010）在《工程材料的损伤演化表征和破坏规律研究》文中提出在第二次世界大战以后,由于常规武器和战略武器的迫切需要,材料和结构的动态响应研究在以美国和俄罗斯为代表的国家得到了迅猛发展。伴随着对材料动态力学性能的研究,材料在冲击载荷下的损伤演化和破坏规律的研究也随之兴起。材料的损伤破坏规律研究不仅在武器效应、防护工程和安全高效施工等国防和应用经济领域有着直接的应用价值,而且由于工程材料存在多种不同细观特征的损伤破坏模式,与材料含损伤本构关系、波动力学、动态数值计算方法及冲击动力学的发展紧密相关,故对该问题的研究有着重要的学术价值。本文采用细观统计和宏观唯象结合的方法,结合某些工程实际问题,提出了各种工程材料不同类型的损伤模型,揭示了材料的损伤模型与破坏形态之间的内在联系,取得了若干创新性成果。论文对延性金属的拉伸损伤进行了全面而系统的研究,以细观物理统计和宏观唯象分析相结合的方法给出了两种新的以平均拉应力为基础的拉伸型损伤演化方程,即修正的Tuler-Butcher模型和微孔洞有核增长模型,前者克服了Tuler-Butcher模型不计前期损伤对后期损伤发展影响的缺陷,后者以“有核长大”的新思想取代了所谓的“成核长大”的旧观念,两种新模型不但物理上更加合理,更加符合实际情况,而且减少了损伤演化方程中的参数。通过模拟D6AC钢和45钢层裂实验,一维接触爆炸试验等一系列的数值模拟,全面而细致地证实了该损伤演化模型的实用性。并且结合试验,给出了一组新的损伤演化方程参数,讨论了材料参数和损伤演化方程参数对自由面速度时程曲线的影响。然后,本文将碎甲弹近似为一维接触爆炸模型,利用模拟平板撞击实验时获得的损伤演化方程参数,计算了一维近似下碎甲弹引起的层裂,分别考虑了炸药类别、材料参数及壳体几何构形对碎甲弹碎甲性能的影响。最后,将本章提出的新的损伤演化方程嵌入]HVP （high velocity penetration）有限元代码中,进行了二维数值计算,成功模拟了爆炸载荷下靶板的层裂现象。论文着重指出了“绝热剪切”中的“绝热”只是一种近似而并非剪切带型破坏问题的本质,不可逆变形生热和热对不可逆变形的加速互动导致材料的损伤发展才是剪切带型破坏问题的本质,以此为指导、以能量守恒为基础,首次将热传导因素引入其中,提出了一种可反映金属剪切带发展过程中微损伤演化特性的热塑互动损伤演化方程,并将之嵌入含损伤热粘塑性本构关系和高速冲击软件HVP之中,成功模拟了高强度弹侵彻钢靶时的热塑互动冲塞过程。计算结果和实验结果的良好符合说明本文所提出的损伤演化方程、含损伤热粘塑性本构关系和计算方法是合理的,为进一步更细致和更精确地刻画热塑互动损伤的发生发展和破坏过程打下了良好的基础。在壳体结构在爆炸载荷作用下的变形和破坏规律的研究中,根据延性金属材料两种不同的损伤模式,分别引入本文提出的两类损伤演化方程,即以拉伸应力引起的损伤模型和以局域热塑互动变形引起的损伤模型,并结合从内变量理论出发的含损伤本构理论,给出了材料的含损伤本构关系,利用数值计算的方法,模拟了内部爆炸载荷下热粘塑性球壳的热塑互动破坏与层裂破坏,揭示了不同厚度下壳体损伤破坏模式的转换,以及厚度、热传导系数对壳体变形、温度和损伤等的分布及演化规律的影响趋势。在脆性材料动静态损伤和破坏模式的研究方面,以微裂纹体系之“等效微孔洞体系”的概念为基础,提出了一种新的脆性材料拉伸损伤模型；并以脆性材料压力相关屈服的力学特性为基础,提出了一种新型压剪耦合损伤模型。通过数值模拟和实验结合的方法,模拟了钨合金侵彻AD95陶瓷靶板,给出了AD95陶瓷的JH-2参数,数值模拟的结果与实验基本一致,故所得到的参数是可信的。接着,采用新提出的脆性材料拉伸损伤模型,成功模拟了陶瓷材料层裂实验,表明本文提出的新的脆性材料拉伸损伤模型是可取的。最后,采用本章提出的脆性材料拉伸损伤和压剪耦合损伤,对混凝土材料的层裂问题和一维球爆问题进行了数值模拟研究,给出了同时存在拉伸损伤和压剪耦合损伤时混凝土材料的破坏模式。
二、一种钨合金含损伤本构的唯象模型(英文)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种钨合金含损伤本构的唯象模型(英文)（论文提纲范文）
（1）活性毁伤元冲击释能特性及毁伤效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 热毁伤效应研究进展 |
| 1.2.2 活性毁伤元侵彻过程和能量输出特性相关研究进展 |
| 1.2.3 活性毁伤元靶后对典型目标的毁伤效应研究进展 |
| 1.2.4 活性毁伤元高速冲击条件下形成碎片云的相关研究进展 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第2章 活性材料毁伤特性的研究方法及理论基础 |
| 2.1 活性材料的基本性能参数 |
| 2.2 活性材料的毁伤特性研究方法 |
| 2.3 活性材料毁伤特性实验方案设计 |
| 2.4 活性材料穿燃毁伤机理 |
| 2.4.1 撞击点火机理 |
| 2.4.2 穿甲经典理论 |
| 2.4.3 燃烧热辐射毁伤理论 |
| 2.4.4 活性材料穿燃后效热毁伤特性的理论计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 活性材料动态冲击释能特性研究 |
| 3.1 霍普金森压杆实验原理及材料参数确定 |
| 3.1.1 霍普金森压杆中应变测试原理 |
| 3.1.2 材料的选择与尺寸的确定 |
| 3.2 霍普金森杆实验方案设计及数据处理方法 |
| 3.2.1 霍普金森压杆实验方案设计 |
| 3.2.2 数据处理方法 |
| 3.3 基于一维冲击条件下活性材料的动态力学行为分析 |
| 3.3.1 活性材料在动态加载条件下的力学特性分析 |
| 3.3.2 活性材料在动态加载条件下的应变率效应分析 |
| 3.3.3 一维和三维应力波加载时活性材料动态力学特性关系 |
| 3.4 基于SHPB实验的活性材料的冲击释能特性分析 |
| 3.4.1 活性材料临界释能条件的确定 |
| 3.4.2 基于图像处理的活性材料释能过程定量分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 活性材料对典型目标的毁伤效应研究 |
| 4.1 金属/氟聚物活性破片侵彻钛合金靶的穿燃毁伤效应 |
| 4.1.1 实验原理及装置 |
| 4.1.2 活性破片侵彻靶板后效引燃机理分析 |
| 4.1.3 金属/氟聚物活性破片对易燃类目标的穿燃毁伤效应分析 |
| 4.2 钨锆合金活性破片侵彻Q235 钢靶的穿燃毁伤效应 |
| 4.2.1 实验原理及装置 |
| 4.2.2 钨锆合金活性破片对易燃类目标的穿燃毁伤效应分析 |
| 4.3 活性破片侵彻钛合金靶板时靶后压力分布特性分析 |
| 4.3.1 金属/氟聚物活性破片穿靶后压力分析特性 |
| 4.3.2 钨锆合金活性破片穿靶后压力分布特性 |
| 4.4 活性破片能量输出特性的定量计算 |
| 4.4.1 活性材料穿燃释能毁伤特征参数分析及体系构建 |
| 4.4.2 基于毁伤过程图像处理方法的活性材料释能特性定量计算 |
| 4.5 活性破片冲击释能特性影响因素分析 |
| 4.5.1 靶板材料对活性破片冲击释能特性的影响 |
| 4.5.2 靶板厚度对活性破片冲击释能特性的影响 |
| 4.5.3 着靶初速对活性破片冲击释能特性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 主要简历 |
| 致谢 |
（2）铜及铜合金薄板的细观损伤演化行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 损伤的唯象特征 |
| 1.1.1 损伤的物理本质 |
| 1.1.2 损伤的力学表示 |
| 1.1.3 损伤的测量方法 |
| 1.2 基于细观力学的损伤理论 |
| 1.2.1 细观损伤力学的基本概念 |
| 1.2.2 Gurson模型及发展 |
| 1.2.3 临界空穴扩张比理论 |
| 1.3 微细观损伤研究现状 |
| 1.3.1 基于微孔洞的损伤研究现状 |
| 1.3.2 基于晶界的损伤研究现状 |
| 1.3.3 基于DIC的损伤研究现状 |
| 1.4 损伤本构模型研究现状 |
| 1.5 研究目的与意义 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 1.6 研究内容 |
| 第二章 实验过程与研究方法 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验过程 |
| 2.3.1 试样制备 |
| 2.3.2 晶粒度调控 |
| 2.3.3 力学性能测试 |
| 2.3.4 金相实验 |
| 2.3.5 图像处理 |
| 2.3.6 DIC测试 |
| 2.4 损伤变量确定 |
| 2.4.1 微结构损伤变量 |
| 2.4.2 表观损伤变量 |
| 第三章 纯铜的细观损伤演化行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料微观组织和力学性能 |
| 3.2.1 金相特征 |
| 3.2.2 力学性能 |
| 3.3 材料的细观损伤演化过程 |
| 3.4 材料的细观损伤演化规律 |
| 3.4.1 晶粒形状因子 |
| 3.4.2 相对形状因子 |
| 3.4.3 归一化形状因子 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 铜合金的细观损伤演化行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料的微观组织和力学性能 |
| 4.2.1 金相特征 |
| 4.2.2 力学性能 |
| 4.3 材料的细观损伤演化过程 |
| 4.4 材料的细观损伤演化规律 |
| 4.4.1 晶粒形状因子 |
| 4.4.2 相对形状因子 |
| 4.4.3 归一化形状因子 |
| 4.5 铜合金与纯铜细观损伤演化规律对比 |
| 4.6 单相与双相金属材料细观损伤演化规律对比 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 弹塑性损伤本构模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于形状因子的损伤本构模型 |
| 5.2.1 有效应力 |
| 5.2.2 损伤本构模型的建立 |
| 5.2.3 临界损伤因子 |
| 5.3 纯铜的损伤本构模型 |
| 5.3.1 有效应力 |
| 5.3.2 损伤本构模型 |
| 5.3.3 临界损伤因子 |
| 5.4 铜合金的损伤本构模型 |
| 5.4.1 有效应力 |
| 5.4.2 损伤本构模型 |
| 5.4.3 临界损伤因子 |
| 5.5 损伤本构模型的推广 |
| 5.6 损伤本构模型的硬化参数 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 铜及铜合金的表观损伤演化行为 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 纯铜的表观损伤演化行为 |
| 6.2.1 纯铜的表观损伤演化过程 |
| 6.2.2 纯铜的表观损伤演化规律 |
| 6.3 铜合金的表观损伤演化行为 |
| 6.3.1 铜合金的表观损伤演化过程 |
| 6.3.2 铜合金表观损伤演化规律 |
| 6.4 铜合金与纯铜表观损伤演化规律对比 |
| 6.5 表观损伤本构模型 |
| 6.5.1 损伤本构模型的建立 |
| 6.5.2 表观临界损伤因子 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读期间参与的科研工作与发表的论文 |
（3）工业金属及其复合材料动态塑性变形本构建模研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 材料动态变形本构研究背景 |
| 1.2 材料动态变形力学行为简介及本构建模研究现状 |
| 1.2.1 唯象型本构模型 |
| 1.2.2 物理型本构模型 |
| 1.3 本文主要研究内容及意义 |
| 第二章 塑性变形本构建模理论基础 |
| 2.1 本构关系 |
| 2.1.1 应变的影响 |
| 2.1.2 温度的影响 |
| 2.1.3 应变率的影响 |
| 2.2 金属塑性变形机理 |
| 2.2.1 晶体的塑性变形 |
| 2.2.2 应变硬化效应 |
| 2.2.3 晶体结构缺陷影响 |
| 2.2.4 位错动力学理论基础 |
| 2.3 Hopkinson杆试验装置与原理 |
| 2.3.1 Hopkinson杆试验技术简介 |
| 2.3.2 分离式Hopkinson压杆试验原理 |
| 第三章 fcc金属本构建模及其应用 |
| 3.1 fcc纳米孪晶金属研究简介 |
| 3.2 fcc纳米孪晶金属动态本构建模 |
| 3.2.1 热应力项推导 |
| 3.2.2 非热应力项推导 |
| 3.3 模型在纳米孪晶铜上的实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 bcc金属本构建模及其应用 |
| 4.1 bcc金属的动态本构建模 |
| 4.1.1 非热应力项σ_(ath) |
| 4.1.2 MTS的热应力阈值σ_(th) |
| 4.1.3 热激活因子f(ε,T) |
| 4.1.4 完整的本构表达式 |
| 4.2 模型在高强度低合金钢HSLA-65的应用 |
| 4.2.1 HSLA-65及其研究简介 |
| 4.2.2 参数确定的优化算法 |
| 4.2.3 HSLA-65本构参数确定 |
| 4.3 计算结果及模型验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 hcp金属本构建模及实验研究 |
| 5.1 hcp金属动态本构建模 |
| 5.1.1 低应变率条件下的模型推导 |
| 5.1.2 高应变率条件下的模型推导 |
| 5.1.3 统一的hcp本构模型 |
| 5.2 AZ31工业镁合金研究简介 |
| 5.3 AZ31镁合金动态Hopkinson压杆试验 |
| 5.3.1 实验装置与试样准备 |
| 5.3.2 试验方案及结果 |
| 5.4 AZ31镁合金微观观测实验 |
| 5.4.1 不同温度下的微观结构表征 |
| 5.4.2 不同应变率下的微观结构表征 |
| 5.4.3 不同应变率下的断裂特性分析 |
| 5.5 模型计算与实验验证 |
| 5.5.1 AZ31镁合金本构参数确定 |
| 5.5.2 模型预测及其与实验比较 |
| 5.6 模型在工业纯钛CP-Ti上的应用 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 双相金属基复合材料本构建模及其应用 |
| 6.1 双相钨基复合材料的研究简介 |
| 6.2 双相金属基复合材料本构建模 |
| 6.2.1 体分比演化方程 |
| 6.2.2 非热应力项中的常体分比 |
| 6.2.3 率敏感性的修正项a(T) |
| 6.2.4 最终本构表达式 |
| 6.3 93W-4.9Ni-2.1Fe钨合金本构参数确定 |
| 6.3.1 非热应力项中的参数确定 |
| 6.3.2 热应力项中的参数确定 |
| 6.4 模型预测结果及其验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 金属基纳米复合材料本构建模及其应用 |
| 7.1 金属纳米基复合材料(MMNCs)简介 |
| 7.2 金属基纳米复合材料的变形本构建模 |
| 7.2.1 金属基体的塑性本构模型 |
| 7.2.2 纳米颗粒的增强效应 |
| 7.2.3 MMNCs的最终本构表达式 |
| 7.3 纳米颗粒的团簇效应 |
| 7.3.1 纳米颗粒团簇尺寸的概率分布 |
| 7.3.2 根据团簇效应对颗粒尺寸的修正 |
| 7.4 模型在A356/nSiC纳米复合材料上的应用 |
| 7.4.1 基体材料本构参数确定 |
| 7.4.2 增强项的本构参数确定 |
| 7.4.3 MMNCs模型实验验证 |
| 7.4.4 MMNCs模型预测结果 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 本文主要研究结论 |
| 8.2 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（4）基于广义塑性力学模型的金属粉末成形裂纹损伤研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金属粉末零件压坯裂纹形成机制 |
| 1.3 金属粉末零件压坯成形过程的数值模拟 |
| 1.4 金属粉末零件压坯裂纹损伤预测研究现状 |
| 1.4.1 基于断裂力学理论的裂纹损伤预测分析 |
| 1.4.2 基于损伤力学理论的裂纹损伤预测分析 |
| 1.4.3 方法评价 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 2 金属粉末压坯裂纹损伤基理研究 |
| 2.1 金属粉末压制成形工艺分析 |
| 2.1.1 金属粉末致密化过程 |
| 2.1.2 裂纹产生现象分析及裂纹模型 |
| 2.2 金属粉末压制成形的数值计算方法 |
| 2.2.1 非线性问题的求解方法 |
| 2.2.2 摩擦准则的确定 |
| 2.2.3 弹塑性有限元法 |
| 2.3 热力学一致性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于DPC模型金属粉末压制成形过程裂纹损伤模型研究 |
| 3.1 修正的Drucker-Prager Cap模型 |
| 3.1.1 屈服面 |
| 3.1.2 塑性势面 |
| 3.1.3 本构模型参数的确定 |
| 3.1.4 模型使用方法 |
| 3.2 弹性响应 |
| 3.3 塑性响应 |
| 3.3.1 内部变量 |
| 3.3.2 硬化规律 |
| 3.3.3 软化规律 |
| 3.3.4 软化参数的确定 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 金属粉末压制与脱模过程裂纹损伤模拟预测 |
| 4.1 金属粉末成形的有限元模拟 |
| 4.1.1 有限元模型的建立 |
| 4.1.2 金属粉末压制过程的验证 |
| 4.2 金属粉末压坯裂纹预测分析 |
| 4.2.1 数值模拟计算方法及条件 |
| 4.2.2 金属粉末压制成形过程损伤位置分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 典型零件的分析 |
| 5.1 环形零件的损伤分析 |
| 5.1.1 环形压坯的有限元模型 |
| 5.1.2 环形零件的密度分布及裂纹损伤预测分析 |
| 5.2 不同工艺条件对环形压坯裂纹损伤的影响 |
| 5.2.1 数值模拟结果分析 |
| 5.2.2 高径比对环形薄壁金属粉末压坯残余应力的影响 |
| 5.2.3 厚径比对环形薄壁金属粉末压坯残余应力的影响 |
| 5.2.4 润滑条件对环形薄壁金属粉末压坯残余应力的影响 |
| 5.2.5 脱模角对环形薄壁金属粉末压坯残余应力的影响 |
| 5.2.6 环形薄壁金属粉末压坯残余应力的多因素影响分析 |
| 5.3 阶梯形零件的裂纹损伤预测分析 |
| 5.3.1 阶梯形压坯数值模拟条件 |
| 5.3.2 阶梯形零件的密度分布及裂纹损伤预测分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文的创新点 |
| 6.3 全文的不足之处 |
| 7 展望 |
| 8 参考文献 |
| 9 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 10 致谢 |
（5）结构与载荷特性对金属柱壳碎裂破坏过程的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 金属柱壳结构膨胀破裂问题研究现状 |
| 1.2.1 实验技术 |
| 1.2.2 断裂准则 |
| 1.2.3 断裂机理 |
| 1.2.4 数值模拟 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 载荷特性对金属柱壳内部爆炸膨胀碎裂影响的有限元分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 有限元模型 |
| 2.2.1 基本假设及几何模型 |
| 2.2.2 有限元网格模型及本构 |
| 2.3 计算结果及分析 |
| 2.3.1 载荷峰值对破坏的影响 |
| 2.3.2 不同压力破坏机理分析 |
| 2.3.3 不同载荷脉宽下破坏特征 |
| 2.4 小结 |
| 3 加载率对金属柱壳内部爆炸膨胀碎裂影响的有限元分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元模型 |
| 3.2.1 几何模型与载荷 |
| 3.2.2 有限元网格模型 |
| 3.2.3 材料及失效模型 |
| 3.3 计算结果及分析 |
| 3.3.1 载荷峰值引起的加载率变化对破坏的影响 |
| 3.3.2 载荷脉宽引起的加载率变化对破坏的影响 |
| 3.3.3 加载率对碎片特征量的影响 |
| 3.4 小结 |
| 4 J-C损伤参量对柱壳壁内应力状态及破坏影响的有限元分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有限元模型 |
| 4.2.1 几何模型与载荷 |
| 4.2.2 有限元网格 |
| 4.2.3 材料及失效模型 |
| 4.2.4 应力状态影响项各参数作用 |
| 4.3 计算结果及分析 |
| 4.3.1 J-C损伤失效参量D_3对破坏的影响 |
| 4.3.2 不同损伤参数破坏机理分析 |
| 4.3.3 载荷峰值的影响 |
| 4.4 加载率与破坏特征的关系分析 |
| 4.4.1 D_3引起的加载率变化对破坏影响 |
| 4.4.2 载荷峰值引起的加载率变化对破坏影响 |
| 4.5 小结 |
| 5 金属柱壳外爆拉伸-剪切型断裂的微观实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试样及实验加载方法 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.4 分析讨论 |
| 5.5 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 进一步的工作内容 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（6）穿甲弹用钨合金的冲击实验与纳观力学机理模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本文研究的目的和意义 |
| 1.2 钨合金实验研究现状 |
| 1.2.1 基相与黏结相 |
| 1.2.2 制备方法 |
| 1.2.3 材料成份研究 |
| 1.2.4 力学性能研究 |
| 1.3 钨合金材料理论研究现状 |
| 1.3.1 宏观力学理论研究 |
| 1.3.2 细观力学理论研究 |
| 1.3.3 纳观力学理论研究 |
| 1.3.4 宏、细、纳观相结合理论研究 |
| 1.4 钨合金材料数值计算模拟现状 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 第2章 分子动力学方法的基本原理 |
| 2.1 分子动力学简介 |
| 2.2 分子动力学基本方法 |
| 2.2.1 分子动力学的成立基本假设 |
| 2.2.2 分子动力学模拟的基本流程 |
| 2.2.3 分子动力学基本运动方程 |
| 2.2.4 运动方程的数值计算方法 |
| 2.3 势函数及初始条件简介 |
| 2.3.1 势函数 |
| 2.3.2 MD 初值与边界条件 |
| 2.3.3 MD 平衡系综原理 |
| 2.3.4 MD 计算粒子体系的物理量 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 钨合金拉伸实验与分子动力学模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钨合金拉伸实验研究 |
| 3.2.1 准静态拉伸实验 |
| 3.2.2 动态拉伸实验 |
| 3.3 钨合金拉伸的分子动力学模拟 |
| 3.3.1 嵌入原子势计算模型 |
| 3.3.2 建模及模拟过程 |
| 3.4 模拟结果与讨论 |
| 3.4.1 钨合金拉伸的体系演化 |
| 3.4.2 钨合金尺度效应 |
| 3.5 结论 |
| 第4章 钨合金裂纹扩展的实验与纳观演化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 钨合金裂纹扩展与断裂行为的实验研究 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 实验仪器和材料以及实验中应注意事项 |
| 4.2.3 试件形状与尺寸 |
| 4.2.4 钨合金预制裂纹受载三点弯实验 |
| 4.3 钨合金材料裂纹扩展纳观机理研究 |
| 4.3.1 钨合金 I 型裂纹模型 |
| 4.3.2 钨合金 I 型裂纹的 MD 模拟方式 |
| 4.4 数值计算结果与分析 |
| 4.4.1 钨合金 I 型贯穿裂纹的扩展过程 |
| 4.4.2 钨合金高应变率裂纹扩展多尺度效应 |
| 4.5 结论 |
| 第5章 钨合金冲击熔化行为研究 |
| 5.1 多尺度冲击技术 |
| 5.1.1 多尺度模型推导 |
| 5.1.2 模拟波的稳定性 |
| 5.2 钨合金沿[100]晶向的冲击熔化 |
| 5.2.1 建立钨合金原子体系冲击加载模型 |
| 5.2.2 冲击加载模拟方法与修正 EAM 的验证 |
| 5.2.3 计算模拟结果及分析 |
| 5.2.4 理论分析 |
| 5.3 钨合金沿不同晶向的冲击熔化行为 |
| 5.3.1 晶向模型 |
| 5.3.2 冲击加载不同晶向钨合金的计算与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 纳米钨合金超高速撞击研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 建立弹丸与靶板模型 |
| 6.3 数值仿真结果与研究 |
| 6.3.1 钨合金弹丸高速撞击靶板体系瞬态变化 |
| 6.3.2 弹丸速度对撞击效果影响 |
| 6.3.3 弹丸半径对撞击效应影响 |
| 6.3.4 靶板厚度对高速撞击效果影响 |
| 6.3.5 材料模型对撞击效果影响 |
| 6.4 结论 |
| 结论与展望 |
| 本文结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（7）关于计算爆炸力学的进展与现状（论文提纲范文）
| 1 爆炸力学数值方法 |
| 1.1 Lagrange方法 |
| 1.2 Euler方法 |
| 1.3 大规模计算 |
| 2 材料动态本构关系 |
| 2.1 混凝土材料 |
| 2.2 钨合金材料 |
| 2.3 陶瓷材料 |
| 3 相关工程应用研究 |
| 3.1 深层毁伤 |
| 3.2 空中爆炸 |
| 4 结束语 |
（8）高速切削材料动态破坏及考虑损伤本构关系的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 材料本构失稳形成绝热剪切带的研究 |
| 1.2.2 高速切削过程的有限元模拟 |
| 1.2.3 损伤力学的研究进展 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 高速切削实验 |
| 2.1 正交切削模型 |
| 2.2 正交切削实验过程 |
| 2.2.1 切屑形态 |
| 2.2.2 切削参数对切屑形态的影响 |
| 2.3 高速锯切实验 |
| 2.3.1 超高速锯切条件下切屑微观形态 |
| 2.3.2 高速切削装甲钢绝热剪切带微观特性研究 |
| 2.3.3 试验材料及试验条件 |
| 2.3.4 试验结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 绝热剪切损伤演化特点及形成规律 |
| 3.1 绝热剪切损伤破坏特点 |
| 3.2 绝热剪切带内微孔洞演化模型 |
| 3.3 绝热剪切带的走向与滑移线的关系 |
| 3.4 绝热剪切带的宽度与切削参数之间的关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高速切削过程有限元分析 |
| 4.1 弹塑性问题分析的基本理论 |
| 4.1.1 有限单元法的基本原理 |
| 4.1.2 弹塑性力学的基本理论 |
| 4.2 ABAQUS 软件介绍 |
| 4.3 高速切削的有限元模型 |
| 4.3.1 模型定义及边界条件 |
| 4.3.2 材料模型 |
| 4.3.3 摩擦类型 |
| 4.3.4 切屑分离准则 |
| 4.4 模拟结果分析 |
| 4.4.1 切屑形态的比较 |
| 4.4.2 切削力的变化 |
| 4.4.3 剪切带内力学参量分布规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高速切削过程考虑损伤本构关系及破坏规律研究 |
| 5.1 含损伤热粘塑性本构关系的一般形式 |
| 5.2 微孔洞型损伤材料的损伤函数定义及其演化方程 |
| 5.3 计及损伤演化的动态本构关系 |
| 5.4 实验算例 |
| 5.4.1 考虑损伤的 45 钢正交切削模型 |
| 5.4.2 分离式霍普金森压杆试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论和展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）工程材料的损伤演化表征和破坏规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 损伤力学及其发展 |
| 1.3 动态损伤模型发展历程 |
| 1.4 几种损伤积累准则 |
| 1.4.1 应力-时间累积 |
| 1.4.2 功的累积 |
| 1.4.3 塑性应变的累积 |
| 1.4.4 其他形式 |
| 1.5 延性金属基于细观孔洞的损伤 |
| 1.6 脆性材料基于细观微裂纹型损伤的理论模型 |
| 1.7 本文主要工作 |
| 参考文献 |
| 第2章 延性金属材料的拉伸损伤理论和破坏规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 延性金属粘塑性本构关系 |
| 2.3 金属的拉伸损伤模型 |
| 2.3.1 Tuler-Butcher损伤积累准则 |
| 2.3.2 Void Growth模型 |
| 2.3.3 基于微空洞成核和长大的模型 |
| 2.3.4 Johnson-Cook损伤模型 |
| 2.3.5 修正的Tuler-Butcher损伤演化模型(新) |
| 2.3.6 微孔洞有核长大的损伤演化模型(新) |
| 2.3.7 含损伤型本构关系 |
| 2.4 一维平板撞击时延性金属层裂的数值模拟 |
| 2.4.1 引言 |
| 2.4.2 一维应变下的理想塑性、硬化模型的算法 |
| 2.4.3 半径回归算法 |
| 2.4.4 平板撞击层裂的实验和数值模拟 |
| 2.4.5 本构参数和损伤演化方程参数对自由面时程曲线的影响 |
| 2.4.6 结论 |
| 2.5 一维近似下的碎甲弹引起的层裂数值计算 |
| 2.5.1 计算流程 |
| 2.5.2 炸药爆炸过程的自模拟解 |
| 2.5.3 一维接触爆炸层裂特性研究 |
| 2.5.4 炸药参数对层裂片的影响 |
| 2.5.5 损伤阈值、钢板厚度和炸药厚度的影响 |
| 2.5.6 增加橡胶层对层裂特性的影响 |
| 2.5.7 结论 |
| 2.6 延性金属层裂的二维有限元数值计算 |
| 2.6.1 动力有限元方法以及HVP程序 |
| 2.6.2 计算模型与损伤参数 |
| 2.6.3 结果与分析 |
| 2.7 应力波绕射孔洞的二维有限元数值计算 |
| 2.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 延性金属材料的热塑互动损伤和剪切带型破坏 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热塑互动损伤研究的三个方面 |
| 3.2.1 热粘塑性本构失稳 |
| 3.2.2 热塑互动损伤的微观组织结构特征及其演化规律 |
| 3.2.3 数值模拟方面的研究 |
| 3.3 热塑互动损伤(新)和温升方程 |
| 3.4 率相关的本构算法与含损伤本构模型 |
| 3.5 平头弹低速冲塞靶板的热塑互动现象的数值模拟 |
| 3.6 内部爆炸载荷下热粘塑性金属球壳的破坏规律 |
| 3.6.1 引言 |
| 3.6.2 含损伤热塑性球壳的本构关系 |
| 3.6.3 爆炸气体产物和球壳的控制方程组 |
| 3.6.4 差分方程组 |
| 3.6.5 结论 |
| 3.7 短平头弹高速冲击靶板的破坏规律研究 |
| 3.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 脆性材料的拉伸损伤和压剪耦合损伤及破坏 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 脆性材料破坏形式 |
| 4.2.1 准静态损伤与破坏 |
| 4.2.2 动态损伤与破坏 |
| 4.2.3 失效波 |
| 4.3 脆性材料损伤模型 |
| 4.3.1 微裂纹型损伤演化的理论模型 |
| 4.3.2 Lemeitre的损伤当量应力 |
| 4.3.3 Mohr-Coulomb准则 |
| 4.3.4 陶瓷JH-2模型 |
| 4.3.5 混凝土材料HJC模型 |
| 4.3.6 修正的Tuler-Butcher脆性损伤 |
| 4.3.7 脆性材料中的拉伸损伤(新) |
| 4.3.8 脆性材料中的压剪损伤(新) |
| 4.4 陶瓷抗侵彻数值模拟 |
| 4.4.1 LS-DYNA程序简介 |
| 4.4.2 实验研究 |
| 4.4.3 数值模拟与分析 |
| 4.5 陶瓷层裂实验与数值计算 |
| 4.6 混凝土层裂数值计算 |
| 4.7 内部爆炸载荷下混凝土的破坏规律的数值计算 |
| 4.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 今后展望 |
| 附录:攻读博士学位期间发表的论文 |
四、一种钨合金含损伤本构的唯象模型(英文)（论文参考文献）
- [1]活性毁伤元冲击释能特性及毁伤效应研究[D]. 徐光泽. 军事科学院, 2021
- [2]铜及铜合金薄板的细观损伤演化行为研究[D]. 李磊. 内蒙古工业大学, 2020(01)
- [3]工业金属及其复合材料动态塑性变形本构建模研究[D]. 卢微然. 浙江大学, 2018(08)
- [4]基于广义塑性力学模型的金属粉末成形裂纹损伤研究[D]. 谢东. 天津科技大学, 2018(04)
- [5]结构与载荷特性对金属柱壳碎裂破坏过程的影响[D]. 郑柯. 宁波大学, 2018(06)
- [6]穿甲弹用钨合金的冲击实验与纳观力学机理模拟研究[D]. 于超. 北京理工大学, 2015(07)
- [7]关于计算爆炸力学的进展与现状[J]. 宁建国,王猛. 力学与实践, 2012(01)
- [8]高速切削材料动态破坏及考虑损伤本构关系的研究[D]. 董涛涛. 沈阳理工大学, 2012(05)
- [9]爆炸与冲击动力学若干问题研究进展[J]. 朱建士,胡晓棉,王裴,陈军,许爱国. 力学进展, 2010(04)
- [10]工程材料的损伤演化表征和破坏规律研究[D]. 蒋东. 中国科学技术大学, 2010(10)