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, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20251031
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引证文献
摘要:
为了提高现场混装乳化炸药的爆炸性能，将氮元素含量丰富的氮化硅引入炸药，通过空中爆炸、爆速和铅柱压缩实验，测定了氮化硅含量对现场混装乳化炸药空中冲击波参数、爆速和猛度的影响。实验结果表明，随着氮化硅含量从0%提升至1.2%：炸药的密度由1.02 g/cm3提升至1.11 g/cm3；空中冲击波压力峰值由0.1156 MPa提升至0.2977 MPa再下降到0.2408 MPa，最大峰值为最小值的1.57倍；比冲量由9.22 Pa•s提升至23.00 Pa•s再下降到19.59 Pa•s，最大比冲量为最小值的1.49倍；爆速则呈现先下降（3265.66 m/s）后上升到（4830.60 m/s）再下降（4541.51 m/s）的变化趋势，最大爆速为最小值的1.47倍；猛度由13.86 mm提升至19.40 mm再缩减到17.18 mm，最大猛度为最小值的1.40倍。实验结果显示，氮化硅能够提高现场混装乳化炸药的爆炸性能，对现场混装乳化炸药配方优化设计具有一定的参考意义。
为了提高现场混装乳化炸药的爆炸性能，将氮元素含量丰富的氮化硅引入炸药，通过空中爆炸、爆速和铅柱压缩实验，测定了氮化硅含量对现场混装乳化炸药空中冲击波参数、爆速和猛度的影响。实验结果表明，随着氮化硅含量从0%提升至1.2%：炸药的密度由1.02 g/cm3提升至1.11 g/cm3；空中冲击波压力峰值由0.1156 MPa提升至0.2977 MPa再下降到0.2408 MPa，最大峰值为最小值的1.57倍；比冲量由9.22 Pa•s提升至23.00 Pa•s再下降到19.59 Pa•s，最大比冲量为最小值的1.49倍；爆速则呈现先下降（3265.66 m/s）后上升到（4830.60 m/s）再下降（4541.51 m/s）的变化趋势，最大爆速为最小值的1.47倍；猛度由13.86 mm提升至19.40 mm再缩减到17.18 mm，最大猛度为最小值的1.40倍。实验结果显示，氮化硅能够提高现场混装乳化炸药的爆炸性能，对现场混装乳化炸药配方优化设计具有一定的参考意义。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20251005
摘要:
为提升现有类混凝土材料的动态性能，在超材料混凝土基质中加入橡胶骨料形成新型抗冲击材料，并对其细观力学模型在冲击荷载作用下的动态响应进行数值模拟。对试件内各组分含量、级配、分布情况及适用材料模型进行系统标定和验证，进而分析了橡胶超材料混凝土在冲击荷载下的衰波能力及各组分相互作用规律。充分探讨了橡胶骨料在高幅值荷载下对橡胶超材料混凝土破坏模式、损伤区域和损伤程度的影响，并对橡胶含量及粒径进行参数分析。数值结果表明：橡胶骨料的加入不仅使混凝土的损伤区域呈现“分散”特征，还能够有效减缓试件损伤程度；橡胶骨料可提升试件韧性，抑制损伤程度的加剧；高橡胶含量对试件强度造成负面影响，形成损伤抑制与损伤加剧之间的矛盾，为确保二者平衡，建议橡胶骨料占骨料总体积的15%~30%。以上结果说明，在超材料混凝土内加入橡胶骨料能够有效提升试件动态性能，为未来抗冲击材料的设计和工程应用提供参考依据。
为提升现有类混凝土材料的动态性能，在超材料混凝土基质中加入橡胶骨料形成新型抗冲击材料，并对其细观力学模型在冲击荷载作用下的动态响应进行数值模拟。对试件内各组分含量、级配、分布情况及适用材料模型进行系统标定和验证，进而分析了橡胶超材料混凝土在冲击荷载下的衰波能力及各组分相互作用规律。充分探讨了橡胶骨料在高幅值荷载下对橡胶超材料混凝土破坏模式、损伤区域和损伤程度的影响，并对橡胶含量及粒径进行参数分析。数值结果表明：橡胶骨料的加入不仅使混凝土的损伤区域呈现“分散”特征，还能够有效减缓试件损伤程度；橡胶骨料可提升试件韧性，抑制损伤程度的加剧；高橡胶含量对试件强度造成负面影响，形成损伤抑制与损伤加剧之间的矛盾，为确保二者平衡，建议橡胶骨料占骨料总体积的15%~30%。以上结果说明，在超材料混凝土内加入橡胶骨料能够有效提升试件动态性能，为未来抗冲击材料的设计和工程应用提供参考依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20251021
摘要:
采用准静态单轴压缩实验、循环压缩实验和有限元数值模拟，对不同角度、间距和连接方式的多层嵌套内凹六边形单胞结构及其串联结构的变形行为和吸能特性进行分析。结果表明，多层嵌套结构多发生剪切变形，应力小且多集中在斜杆连接处；角度更大、间距更小的交替方式连接的单胞结构拥有更长的平台期；负泊松比单胞结构的角度为65°的试件吸能更好，且同向连接以及间距增大有助于吸能的提升；角度和间距对串联结构平台期的影响与单胞结构相同，连接方式的影响则相反；角度和间距的增大、连接方式的改变与吸能成正反馈；在循环压缩实验下，试件更易发生分层破坏和塑性断裂，多出现在二次循环后，并伴随着应力软化和能量耗散行为，其效果随着循环次数的增加而加重。
采用准静态单轴压缩实验、循环压缩实验和有限元数值模拟，对不同角度、间距和连接方式的多层嵌套内凹六边形单胞结构及其串联结构的变形行为和吸能特性进行分析。结果表明，多层嵌套结构多发生剪切变形，应力小且多集中在斜杆连接处；角度更大、间距更小的交替方式连接的单胞结构拥有更长的平台期；负泊松比单胞结构的角度为65°的试件吸能更好，且同向连接以及间距增大有助于吸能的提升；角度和间距对串联结构平台期的影响与单胞结构相同，连接方式的影响则相反；角度和间距的增大、连接方式的改变与吸能成正反馈；在循环压缩实验下，试件更易发生分层破坏和塑性断裂，多出现在二次循环后，并伴随着应力软化和能量耗散行为，其效果随着循环次数的增加而加重。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20240927
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摘要:
爆炸抑制技术是减轻瓦斯爆炸事故灾后影响的重要手段。为探究两相复合抑爆剂的抑制效果，选取碳酸钾改性干水粉体和六氟丙烷（C3H2F6）气体为抑爆介质，通过试验研究了二者复配影响下甲烷爆炸压力和时间参数的变化规律，并对其协同抑爆机理开展了理论分析。试验结果表明，在富燃工况下，甲烷爆炸的快速燃爆时间和持续燃烧时间随着碳酸钾改性干水和C3H2F6配比的增加而增加，碳酸钾改性干水大幅提升了C3H2F6的抑制效果。贫燃、化学当量比和富燃工况下，气-固两相抑制剂的临界抑爆配比分别为5%-6 g、3%-6 g、1%-4 g。理论分析结果显示：复配抑爆剂对甲烷爆炸的物理抑制作用表现为稀释可燃物浓度、降低反应体系温度和稀释氧浓度；化学抑制作用方面，碳酸钾和C3H2F6热解产生的KCO3、KOH、OH和含氟基团降低了甲烷爆炸链式反应产生的关键自由基浓度。研究结果可为清洁抑爆材料及相应抑爆技术的研发提供理论依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20251025
摘要:
爆破开挖是提升运河航道扩挖效率的重要施工方法，但其引起的爆破振动效应可能对既有水道的桥梁下部结构产生不利影响。为阐明桥梁下部结构在爆破开挖振动作用下的动力响应特性，依托平陆运河航道扩挖爆破工程，结合经现场测试验证的有限元数值模拟方法，分析了爆破影响下邻近桥梁下部结构的应力和振速分布特征，基于最大拉应力准则，提出了桥梁下部结构的安全振速阈值。结果表明：在运河爆破开挖振动作用下，桥梁桩基与承台交接处产生最大拉应力；下部结构振动较大的部位主要位于桩基；以承台为监测点的桥梁下部结构的安全允许振速为3.2 cm/s。
爆破开挖是提升运河航道扩挖效率的重要施工方法，但其引起的爆破振动效应可能对既有水道的桥梁下部结构产生不利影响。为阐明桥梁下部结构在爆破开挖振动作用下的动力响应特性，依托平陆运河航道扩挖爆破工程，结合经现场测试验证的有限元数值模拟方法，分析了爆破影响下邻近桥梁下部结构的应力和振速分布特征，基于最大拉应力准则，提出了桥梁下部结构的安全振速阈值。结果表明：在运河爆破开挖振动作用下，桥梁桩基与承台交接处产生最大拉应力；下部结构振动较大的部位主要位于桩基；以承台为监测点的桥梁下部结构的安全允许振速为3.2 cm/s。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20240968
摘要:
剪切增稠液（Shear Thickening Fluid, STF）浸渍凯夫拉（Kevlar）织物是一种新型复合材料，与纯Kevlar织物相比，具有更好的抗冲击性能，研究其动态本构模型具有重要的理论意义和应用价值。首先，通过引入动态增强因子（应变率效应）和残余强度因子，结合STF的流变特性与纱线拔出实验结果，发展了STF浸渍Kevlar织物的连续介质损伤力学本构模型；然后，利用提出的本构模型，开展了不同冲击速度下STF浸渍Kevlar织物侵彻的数值模拟；最后，将模拟结果与文献中的相关实验结果进行对比分析。结果表明：所建立的本构模型能够预测STF浸渍Kevlar织物在冲击载荷作用下的力学响应和破坏形貌，并且能够描述STF浸渍后Kevlar织物抗冲击性能的增强效应。
剪切增稠液（Shear Thickening Fluid, STF）浸渍凯夫拉（Kevlar）织物是一种新型复合材料，与纯Kevlar织物相比，具有更好的抗冲击性能，研究其动态本构模型具有重要的理论意义和应用价值。首先，通过引入动态增强因子（应变率效应）和残余强度因子，结合STF的流变特性与纱线拔出实验结果，发展了STF浸渍Kevlar织物的连续介质损伤力学本构模型；然后，利用提出的本构模型，开展了不同冲击速度下STF浸渍Kevlar织物侵彻的数值模拟；最后，将模拟结果与文献中的相关实验结果进行对比分析。结果表明：所建立的本构模型能够预测STF浸渍Kevlar织物在冲击载荷作用下的力学响应和破坏形貌，并且能够描述STF浸渍后Kevlar织物抗冲击性能的增强效应。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20240873
摘要:
利用纤维水泥板、蜂窝铝板和铝合金板组合设计了一种新型的变电站装配式墙板结构，通过实验研究了该结构在爆炸载荷下的动力响应特性。考察了不同炸药量、不同装药距离时的超压载荷特征，分析了蜂窝孔径等参数对结构变形失效模式、背爆面挠度及应变、芯层压缩量、纤维水泥板裂纹分布的影响。结果表明：在有限空间内，爆炸超压的时间特征与在无限空间中类似，中心独立测量的超压峰值和正压持续时间分别为边缘直接测量的2.4～10.0倍和0.44～0.71倍；结构主要呈现前面板凹陷、后面板凸起的变形模式；迎爆面纤维水泥板水平裂纹多分布于长边边界处，背爆面裂纹多分布于中心和对角线附近；与较小孔径的蜂窝结构相比，具有较大孔径的蜂窝结构的背爆面残余挠度较大，纤维水泥板裂纹总长度较长。因此，小孔径蜂窝板具有较好的抗冲击性能。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20251017
摘要:
结合实验与数值模拟，系统地分析了泡沫铝夹芯管在侧向爆炸载荷下的动态响应和能量吸收性能。通过弹道摆锤系统，开展了一系列侧向爆炸实验，分析了结构的几何参数、泡沫铝的相对密度以及炸药质量对泡沫铝夹芯管变形模态和抗爆性能的影响，获得了泡沫铝夹芯管在爆炸载荷作用下的最终变形模态和挠度。基于实验结果，通过数值模拟进一步比较了泡沫铝夹芯管和空心圆管夹芯管的抗爆性能，对空心圆管夹芯管在梯度和非梯度设计下的表现进行了对比分析。结果显示：在相同条件下，空心圆管夹芯管的最终变形均大于泡沫铝夹芯管，但两者之间的差异并不显著。在梯度空心圆管夹芯管结构中，最外层壁厚最大、中间层最薄的梯度配置在提升抗爆性能方面具有最佳的效果。此外，梯度空心圆管夹芯管的抗爆性能明显优于非梯度结构。
结合实验与数值模拟，系统地分析了泡沫铝夹芯管在侧向爆炸载荷下的动态响应和能量吸收性能。通过弹道摆锤系统，开展了一系列侧向爆炸实验，分析了结构的几何参数、泡沫铝的相对密度以及炸药质量对泡沫铝夹芯管变形模态和抗爆性能的影响，获得了泡沫铝夹芯管在爆炸载荷作用下的最终变形模态和挠度。基于实验结果，通过数值模拟进一步比较了泡沫铝夹芯管和空心圆管夹芯管的抗爆性能，对空心圆管夹芯管在梯度和非梯度设计下的表现进行了对比分析。结果显示：在相同条件下，空心圆管夹芯管的最终变形均大于泡沫铝夹芯管，但两者之间的差异并不显著。在梯度空心圆管夹芯管结构中，最外层壁厚最大、中间层最薄的梯度配置在提升抗爆性能方面具有最佳的效果。此外，梯度空心圆管夹芯管的抗爆性能明显优于非梯度结构。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20240964
摘要:
为解决机器学习岩爆预测中存在离群样本、样本不均衡、麻雀搜索算法易陷入局部最优等问题，从数据预处理和算法改进两个角度建立岩爆预测模型。首先，基于岩性条件、应力条件，选取围岩最大切向应力、抗压强度、抗拉强度和弹性能量指数作为特征指标，采用3种机器学习算法，结合5折交叉验证方法，构建预测模型。在数据预处理阶段，收集174组国内外岩爆案例建立数据库，针对离群样本，引入局部异常因子（LOF）算法，根据岩爆等级逐级检测并剔除离群样本；针对样本不均衡，引入自适应过采样方法（ADASYN）增加少数类样本数目。采用3种混合策略改进麻雀搜索算法，利用改进麻雀搜索算法（ISSA），对极限梯度提升树（XGBoost）、随机森林（RF）、多层感知机（MLP）3种机器学习算法参数寻优，分析准确率、精确率等多个评价指标，对模型有效性验证。结果表明：对于新构建的最优模型ISSA-XGBoost准确率达到了94.12%，具有较高的预测准确率，此外，对4种特征指标进行特征重要性分析，确定了围岩最大切向应力是最重要特征。
为解决机器学习岩爆预测中存在离群样本、样本不均衡、麻雀搜索算法易陷入局部最优等问题，从数据预处理和算法改进两个角度建立岩爆预测模型。首先，基于岩性条件、应力条件，选取围岩最大切向应力、抗压强度、抗拉强度和弹性能量指数作为特征指标，采用3种机器学习算法，结合5折交叉验证方法，构建预测模型。在数据预处理阶段，收集174组国内外岩爆案例建立数据库，针对离群样本，引入局部异常因子（LOF）算法，根据岩爆等级逐级检测并剔除离群样本；针对样本不均衡，引入自适应过采样方法（ADASYN）增加少数类样本数目。采用3种混合策略改进麻雀搜索算法，利用改进麻雀搜索算法（ISSA），对极限梯度提升树（XGBoost）、随机森林（RF）、多层感知机（MLP）3种机器学习算法参数寻优，分析准确率、精确率等多个评价指标，对模型有效性验证。结果表明：对于新构建的最优模型ISSA-XGBoost准确率达到了94.12%，具有较高的预测准确率，此外，对4种特征指标进行特征重要性分析，确定了围岩最大切向应力是最重要特征。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20240966
摘要:
为解决Invar合金在实际应用中硬度低，使用寿命有限的问题，采用双辉等离子表面合金化技术(DGPSA)在Invar合金表面制备了Mo及CoCrFeNiMn硬质涂层，使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)研究了两种涂层的相结构、微观结构及元素分布。采用纳米压痕法研究了加载应变率对于两种硬质涂层表面硬度、弹性模量和蠕变性能的影响。制备Mo涂层厚度约为8.3μm，涂层内部致密均匀,涂层具有体心立方结构(BCC)；制备的CoCrFeNiMn涂层约为10μm，涂层内部存在少量孔隙，涂层具有面心立方结构(FCC)。纳米压痕实验测得Mo涂层和CoCrFeNiMn涂层的硬度分别为15.49GPa和8.18GPa，弹性模量分别为278.7GPa和227.12GPa，两种硬质涂层均显著提高了Invar合金的表面硬度、弹性模量且两种涂层均具有足够的韧性。两种涂层硬度均随应变率的增大而增大，展现出明显的应变率效应，弹性模量基本保持稳定。同时，两种涂层的蠕变行为会受到加载应变率的影响，两种涂层的纳米压痕蠕变行为主要表现为位错运动，Mo涂层的改性效果要优于CoCrFeNiMn涂层。
为解决Invar合金在实际应用中硬度低，使用寿命有限的问题，采用双辉等离子表面合金化技术(DGPSA)在Invar合金表面制备了Mo及CoCrFeNiMn硬质涂层，使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)研究了两种涂层的相结构、微观结构及元素分布。采用纳米压痕法研究了加载应变率对于两种硬质涂层表面硬度、弹性模量和蠕变性能的影响。制备Mo涂层厚度约为8.3μm，涂层内部致密均匀,涂层具有体心立方结构(BCC)；制备的CoCrFeNiMn涂层约为10μm，涂层内部存在少量孔隙，涂层具有面心立方结构(FCC)。纳米压痕实验测得Mo涂层和CoCrFeNiMn涂层的硬度分别为15.49GPa和8.18GPa，弹性模量分别为278.7GPa和227.12GPa，两种硬质涂层均显著提高了Invar合金的表面硬度、弹性模量且两种涂层均具有足够的韧性。两种涂层硬度均随应变率的增大而增大，展现出明显的应变率效应，弹性模量基本保持稳定。同时，两种涂层的蠕变行为会受到加载应变率的影响，两种涂层的纳米压痕蠕变行为主要表现为位错运动，Mo涂层的改性效果要优于CoCrFeNiMn涂层。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20251006
摘要:
C3N4在超硬材料合成和光催化等方面有广泛的应用，但对它在高压高温下的相变和物理行为并不完全清楚，因此研究其热化学状态方程十分必要。本文利用分解相边界及常温压缩线数据，为定量研究C3N4热化学状态方程提供了一种高精度、低成本的新方法。本文为C3N4的石墨相和正交相建立了三项式热化学状态方程，由它计算的诸多物理量都与第一性原理计算值和实验值吻合良好，证明了热化学状态方程的可靠性。本文利用C3N4热化学状态方程对特定温度压力下C3N4的争议相做出了初步判断。本文尝试将C3N4热化学状态方程加入到新型富氮炸药5，5′-联四唑-1，1′-二氧二羟铵(TKX-50)的爆轰参数计算研究中，显著降低了TKX-50爆轰参数计算值和实验值长期存在的误差，为新型炸药爆轰机理的研究提供了新参考方向。
C3N4在超硬材料合成和光催化等方面有广泛的应用，但对它在高压高温下的相变和物理行为并不完全清楚，因此研究其热化学状态方程十分必要。本文利用分解相边界及常温压缩线数据，为定量研究C3N4热化学状态方程提供了一种高精度、低成本的新方法。本文为C3N4的石墨相和正交相建立了三项式热化学状态方程，由它计算的诸多物理量都与第一性原理计算值和实验值吻合良好，证明了热化学状态方程的可靠性。本文利用C3N4热化学状态方程对特定温度压力下C3N4的争议相做出了初步判断。本文尝试将C3N4热化学状态方程加入到新型富氮炸药5，5′-联四唑-1，1′-二氧二羟铵(TKX-50)的爆轰参数计算研究中，显著降低了TKX-50爆轰参数计算值和实验值长期存在的误差，为新型炸药爆轰机理的研究提供了新参考方向。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20251008
摘要:
针对实际应用中激波与物质近表面孔洞和杂质等相互作用中的界面邻近效应，通过数值模拟开展了下游平面重-轻界面对激波诱导重气柱演化影响的简化机理研究。结果表明，激波冲击气柱形成的衍射和透射波系依次冲击下游界面，在气柱与下游界面之间形成来回反射的波系结构，这些波系不仅影响气柱的界面演化，而且在下游界面诱导产生射流。在不同的界面间距条件下，气柱外部衍射波系在下游界面的反射波系类型不同，这些反射波系及气柱内部聚焦波系冲击气柱右极点的先后顺序也存在差异。在界面间距较小时，气柱射流可以穿透气柱与下游界面之间的间隙流体，并与下游界面射流耦合，显著促进气柱射流的演化。随着界面间距的增大，射流耦合现象逐渐消失，气柱射流转而被气柱涡对抑制。当界面间距进一步增大时，气柱射流又会因下游界面反射稀疏波系的拉伸作用而被促进。此外，在不同的界面间距条件下，下游界面的存在均对气柱界面宽度、高度的发展及环量沉积起到促进作用。
针对实际应用中激波与物质近表面孔洞和杂质等相互作用中的界面邻近效应，通过数值模拟开展了下游平面重-轻界面对激波诱导重气柱演化影响的简化机理研究。结果表明，激波冲击气柱形成的衍射和透射波系依次冲击下游界面，在气柱与下游界面之间形成来回反射的波系结构，这些波系不仅影响气柱的界面演化，而且在下游界面诱导产生射流。在不同的界面间距条件下，气柱外部衍射波系在下游界面的反射波系类型不同，这些反射波系及气柱内部聚焦波系冲击气柱右极点的先后顺序也存在差异。在界面间距较小时，气柱射流可以穿透气柱与下游界面之间的间隙流体，并与下游界面射流耦合，显著促进气柱射流的演化。随着界面间距的增大，射流耦合现象逐渐消失，气柱射流转而被气柱涡对抑制。当界面间距进一步增大时，气柱射流又会因下游界面反射稀疏波系的拉伸作用而被促进。此外，在不同的界面间距条件下，下游界面的存在均对气柱界面宽度、高度的发展及环量沉积起到促进作用。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20240965
摘要:
RHT本构模型(Riedel-Hiermaier-Thoma model)被广泛地应用于爆炸冲击、侵彻等问题的数值模拟和分析中，而模拟结果的准确性很大程度取决于所采用的本构模型和模型中的参数取值。为完成不同岩石RHT模型中参数B、gt*、e0c、e0t、ec、et的敏感性分析及参数确定，利用LS-DYNA开展单一因素变化下的弹体侵彻靶体及SHPB冲击试验进行模拟试验，分析其取值变化对模拟结果的影响，进而通过正交试验对参数交互效应分析并进行确定。研究结果表明：不同工况条件下，参数B、gt*、e0c、e0t、ec、et敏感性排序存在差异，并确定了上述参数对SHPB冲击曲线弹性阶段、线性强化阶段及损伤软化阶段的影响；进一步利用SHPB冲击正交模拟试验验证上述参数间无显著交互作用，单因素敏感性分析结果有效，并量化分析得到花岗岩、红砂岩及大理岩RHT模型中上述参数的最优取值结果。研究结果可为岩石类RHT模型参数敏感性分析及确定提供参考。
RHT本构模型(Riedel-Hiermaier-Thoma model)被广泛地应用于爆炸冲击、侵彻等问题的数值模拟和分析中，而模拟结果的准确性很大程度取决于所采用的本构模型和模型中的参数取值。为完成不同岩石RHT模型中参数B、gt*、e0c、e0t、ec、et的敏感性分析及参数确定，利用LS-DYNA开展单一因素变化下的弹体侵彻靶体及SHPB冲击试验进行模拟试验，分析其取值变化对模拟结果的影响，进而通过正交试验对参数交互效应分析并进行确定。研究结果表明：不同工况条件下，参数B、gt*、e0c、e0t、ec、et敏感性排序存在差异，并确定了上述参数对SHPB冲击曲线弹性阶段、线性强化阶段及损伤软化阶段的影响；进一步利用SHPB冲击正交模拟试验验证上述参数间无显著交互作用，单因素敏感性分析结果有效，并量化分析得到花岗岩、红砂岩及大理岩RHT模型中上述参数的最优取值结果。研究结果可为岩石类RHT模型参数敏感性分析及确定提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.11858/gywlxb.20251002
摘要:
为解决材料或结构在服役环境中其内部应力难以评估的问题，提出一种有限元与微压入测试相结合的方法。以CoCrFeNiMn高熵合金为研究对象分别在不同加载速度下开展了压缩、剪切和微压入测试，并基于非对称初始屈服函数、Swift硬化与关联流动法则，构建了该材料的弹塑性本构模型。利用应力积分算法将该本构模型程序化并接口到ABAQUS有限元软件中，进一步通过对比分离式霍普金森压杆（SHPB）与压入模型的有限元仿真结果与实验结果，验证了模型的可靠性。基于SHPB模型，进行了动态压缩实验的数值仿真，并将不同动态变形时刻的应力场作为初始应力（内部应力）场导入压入模型中，进行压入仿真分析。结果表明，加载阶段的初始应力场会显著降低相同压入深度下的压入载荷，且这一降低幅度随着应力的增加而增大；此外，初始应力场的存在会进一步减弱压入过程中的应力集中。通过对不同压缩量下的压入位移载荷曲线进行定量分析，揭示了不同初始应力条件下材料的压入响应规律，研究结果为服役条件下材料或结构内部应力的评估提供了参考。
为解决材料或结构在服役环境中其内部应力难以评估的问题，提出一种有限元与微压入测试相结合的方法。以CoCrFeNiMn高熵合金为研究对象分别在不同加载速度下开展了压缩、剪切和微压入测试，并基于非对称初始屈服函数、Swift硬化与关联流动法则，构建了该材料的弹塑性本构模型。利用应力积分算法将该本构模型程序化并接口到ABAQUS有限元软件中，进一步通过对比分离式霍普金森压杆（SHPB）与压入模型的有限元仿真结果与实验结果，验证了模型的可靠性。基于SHPB模型，进行了动态压缩实验的数值仿真，并将不同动态变形时刻的应力场作为初始应力（内部应力）场导入压入模型中，进行压入仿真分析。结果表明，加载阶段的初始应力场会显著降低相同压入深度下的压入载荷，且这一降低幅度随着应力的增加而增大；此外，初始应力场的存在会进一步减弱压入过程中的应力集中。通过对不同压缩量下的压入位移载荷曲线进行定量分析，揭示了不同初始应力条件下材料的压入响应规律，研究结果为服役条件下材料或结构内部应力的评估提供了参考。
