准等熵压缩实验中金属铝的热力学耗散分析

张红平 李牧 阚明先 王刚华 种涛

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准等熵压缩实验中金属铝的热力学耗散分析

    通讯作者: 张红平, zhp0506@163.com
  • 基金项目: 国家自然科学基金(11102193,11172280,11176002)

Mechanical and Thermal Dissipation Analysis of Aluminum in Quasi-Isentropic Compression

    Corresponding author: ZHANG Hong-Ping, zhp0506@163.com ;
  • 摘要: 为获取高压下材料的纯热力学压力-比容参考线和完全物态方程,减去应力-应变曲线中的其它信息,对准等熵压缩实验中由加载应变率引起的黏性耗散和热传导引起的热耗散做了分析讨论。基于反积分计算和流体动力学积分计算相结合的方法,根据激光加载(约108 s-1)和磁驱动准等熵压缩(约105 s-1)的实验数据,对材料声速、应力-应变曲线、温度和熵增等物理量进行计算,分析了不同应变率与该物理量的关系;还对热传导和SCG本构模型进行了计算,分析了热传导引起的温度变化对材料屈服强度、剪切模量和拉格朗日声速的影响。结果表明:激光加载实验中,应变率引起的温升差异约为180 K,熵增差异约为250 J/(kgK),热传导导致温度下降40 K;磁驱动准等熵压缩应变率较低,引起的熵增变化小于8 J/(kgK)。
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-08-30
  • 录用日期:  2013-11-04
  • 刊出日期:  2015-06-15

准等熵压缩实验中金属铝的热力学耗散分析

    通讯作者: 张红平, zhp0506@163.com
  • 1. 中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳 621999
基金项目:  国家自然科学基金(11102193,11172280,11176002)

摘要: 为获取高压下材料的纯热力学压力-比容参考线和完全物态方程,减去应力-应变曲线中的其它信息,对准等熵压缩实验中由加载应变率引起的黏性耗散和热传导引起的热耗散做了分析讨论。基于反积分计算和流体动力学积分计算相结合的方法,根据激光加载(约108 s-1)和磁驱动准等熵压缩(约105 s-1)的实验数据,对材料声速、应力-应变曲线、温度和熵增等物理量进行计算,分析了不同应变率与该物理量的关系;还对热传导和SCG本构模型进行了计算,分析了热传导引起的温度变化对材料屈服强度、剪切模量和拉格朗日声速的影响。结果表明:激光加载实验中,应变率引起的温升差异约为180 K,熵增差异约为250 J/(kgK),热传导导致温度下降40 K;磁驱动准等熵压缩应变率较低,引起的熵增变化小于8 J/(kgK)。

English Abstract

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