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电磁加载下金属膨胀环的动态断裂与碎裂研究
中文名称: 电磁加载下金属膨胀环的动态断裂与碎裂研究
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论文编号: 3767724收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: The Studies on the Dynamic Fracture and Fragmentation of Metal Freely Expanding Ring Driven by Electromagnetically Loading
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 工程力学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 动态断裂与碎裂 电磁膨胀环 材料本构特性 颈缩失稳
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论文摘要: 目前,在金属膨胀环的动态断裂与碎裂上,需要进一步搞清楚的问题主要有:⑴脆性与延性金属环的断裂机制和碎裂特性有何区别;⑵颈缩失稳的影响因素有哪些、颈缩区与均匀变形区的温升有(略)软化效应对颈缩失稳有何影响以及(略)否长大;⑶目前的碎裂理论是否适合描述高、低应变率下的脆性和延性金属膨胀环的碎裂特性;⑷金属膨胀环断裂时断口温度骤升,能否给出合理的物理解释和定量描述;⑸膨胀环碎裂时环圆周的断点是同时断(略)一定的断裂时序,等等.针对这些问题,本文利用电磁膨胀环加载技术来研究金属材料的本构特性、断裂机制和碎裂特性. 本文主要研究内容包括: 1)在颈缩、断裂与碎裂理论上,建立了延性金属膨胀环的颈缩理论分析模型,分析了颈缩失稳的影响因素,探讨(略)长大条件和孔洞壁塑性剪切应变引起的局域化温升效应;针对脆性和延性金属膨胀环碎裂特性,分别探讨了裂纹张开位移(COD)碎裂模型和多重颈缩拉伸断裂(MNTF)碎裂模型. 2)在电磁加载技术上,介绍了金(略)动原理、金属环的径向膨胀运动分析、膨胀环运动的电磁学理论分析和计算、电磁膨胀环加载系统的实验设计以及实验测试技术. 3...
At present, for metal expanding ring, what are essential t(omitted)fied in the dynamic fracture and fragmentation problems are:⑴wha(omitted)rence of fracture and fragmentation mechanisms between brittle and ductile metals;⑵what factors do effect on necking instability; the diff(omitted)temperature between(omitted)egion and uniform region; the thermal softening effect on the necking instability, and whether the micro-voids in necking region is to grow up;⑶whether the current fragmentatio(omitted) are su...
目录:
摘要第4-6页
Abstract第6-8页
序言第14-16页
第1章 一维拉伸应力动态加载下材料的断裂与碎裂研究第16-27页
  ·膨胀环用于材料动力学研究的意义第16-17页
  ·实现一维拉伸应力动态加载的膨胀环研究现状第17-20页
    ·爆炸膨胀环第17-18页
    ·电磁膨胀环第18-19页
    ·爆炸膨胀环与电磁膨胀环优缺点比较第19-20页
  ·动态颈缩失稳研究现状第20-22页
    ·杆或膨胀环的动态颈缩失稳第20-21页
    ·颈缩失稳的数值模拟第21-22页
  ·材料动态碎裂研究现状第22-26页
    ·Mott碎裂理论第23-24页
    ·能量平衡碎裂理论第24-25页
    ·碎裂统计理论第25-26页
  ·本章小结第26-27页
第2章 一维拉伸应力动态加载下膨胀环颈缩、断裂和碎裂理论分析第27-49页
  ·引言第27-28页
  ·单轴拉伸下圆杆的颈缩失稳第28-31页
    ·轴向拉伸下金属材料的应力-应变曲线第28-29页
    ·简单拉伸应力状态及颈缩形成的条件第29-31页
  ·膨胀环的颈缩失稳分析第31-42页
    ·带截面均匀性缺陷的膨胀环颈缩模型第32-35页
    ·颈缩失稳的影响因素第35-39页
    ·颈缩区孔洞长大条件与局域化温升效应第39-41页
    ·分析与结论第41-42页
  ·金属膨胀环的碎裂特性第42-47页
    ·脆性材料的碎裂特性第43-44页
    ·延性材料的碎裂特性第44-47页
  ·本章小结第47-49页
第3章 金属膨胀环(筒)均匀运动的理论分析、实验设计和测试技术第49-76页
  ·引言第49页
  ·电磁驱动加载原理与径向膨胀运动分析第49-51页
    ·电磁驱动加载原理第49-50页
    ·金属膨胀环的径向运动分析第50-51页
  ·膨胀环运动的电磁学理论分析第51-62页
    ·电磁场变量的求解第52-53页
    ·金属膨胀环电磁学方程第53-55页
    ·复合膨胀环运动的电磁学方程第55-56页
    ·金属膨胀环(单环)的电磁学计算第56-61页
    ·复合膨胀环电磁学计算第61-62页
  ·电磁加载系统设计第62-66页
    ·储能装置第62页
    ·螺线管设计第62-63页
    ·试样设计第63-64页
    ·电磁加载装置整体设计第64-65页
    ·快速导通开关设计第65-66页
  ·电磁膨胀环测试技术第66-74页
    ·脉冲大电流测试技术第67-70页
    ·径向膨胀位移的狭缝扫描测试技术第70-71页
    ·径向膨胀速度测量的VISAR测试技术第71-73页
    ·金属环膨胀运动的高速分幅摄影技术第73-74页
  ·本章小结第74-76页
第4章 金属环的膨胀运动和材料本构特性的实验研究第76-97页
  ·引言第76页
  ·膨胀环实验简介第76-79页
    ·实验目的及研究对象第76-77页
    ·实验状态第77-78页
    ·实验回收样品第78-79页
  ·金属环的自由膨胀运动第79-87页
    ·膨胀环均匀运动实验观测第79-80页
    ·金属环自由膨胀区间的确定第80-82页
    ·径向膨胀位移和径向膨胀速度第82-87页
  ·流动应力—塑性应变关系第87-91页
    ·M态TU1流动应力—塑性应变关系第87-88页
    ·L04流动应力—塑性应变关系第88-89页
    ·G50钢流动应力—塑性应变关系第89-91页
  ·断裂失效应变的确定第91-93页
    ·由高速分幅摄影实验确定第91-92页
    ·由流动应力—应变关系确定第92-93页
  ·本构特性参量的拟合第93-94页
    ·金属材料塑性流动的力学描述第93页
    ·指数律塑性本构参量的拟合第93-94页
    ·简单硬化模型本构参量的拟合第94页
  ·讨论第94-96页
    ·断裂引起扫描图像边界的破坏第95页
    ·复合膨胀环相关驱动技术第95-96页
  ·本章小结第96-97页
第5章 金属膨胀环(筒)的动态断裂与碎裂实验研究第97-121页
  ·引言第97页
  ·膨胀环(筒)断裂与碎裂实验状态第97-98页
  ·金属膨胀环的断裂机制第98-101页
    ·脆性金属膨胀环断裂特征第98-99页
    ·延性金属膨胀环断裂特征第99-101页
  ·金属膨胀环的碎裂特性第101-106页
    ·脆性金属膨胀环的碎裂特性第101-102页
    ·延性金属膨胀环的碎裂特性第102-106页
  ·金属膨胀环断口温度及发光点探讨第106-113页
    ·断口发光点的实验观测第106-108页
    ·脆性金属膨胀环的断口温度及发光点分析第108-111页
    ·延性金属环的断口温度及发光点分析第111-113页
  ·金属膨胀环的断裂时序第113-116页
    ·脆性金属膨胀环的断裂时序性分析第113-114页
    ·初始结构缺陷实验验证第114-115页
    ·延性金属膨胀环的断裂时序性分析第115-116页
  ·膨胀筒的断裂与碎裂第116-120页
    ·L04筒的膨胀驱动第116-117页
    ·M态TU1筒的膨胀驱动第117-118页
    ·Y态TU1筒的膨胀断裂与碎裂第118-120页
    ·柱壳的均匀膨胀途径第120页
  ·本章小结第120-121页
第6章 金属膨胀环(筒)的运动及断裂的三维数值模拟第121-139页
  ·引言第121页
  ·LS-DYNA三维数值模拟软件有限元基础第121-130页
    ·控制方程第122-124页
    ·控制方程求解第124-127页
    ·动力有限元的关键技术第127-129页
    ·金属环多重颈缩与断裂相关的数值模拟技术第129-130页
  ·延性金属环的膨胀运动、断裂与碎裂数值模拟第130-136页
    ·计算模型与计算条件第130-131页
    ·金属环均匀膨胀运动与颈缩断裂第131-135页
    ·金属环碎裂的数值模拟分析第135-136页
  ·膨胀筒拉剪断裂的数值模拟第136-138页
  ·本章小结第138-139页
第7章 总结与展望第139-142页
  ·全文总结第139-140页
  ·创新点第140-141页
  ·工作展望第141-142页
参考文献第142-150页
论文期间文章发表情况第150-151页
致谢第151页
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·船用钢板断口开裂分层原因的分析
·GDL-1高强韧新材料的断裂特性研究
·金属材料动态断裂韧性的表征与测试
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