PDF《高压屈服强度测量方法比较研究》

第2 7卷第6期高压物理学报Vol.

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0 1 3年1 2月CH I N E S EJ OUR NA L O F H I GH P R E S S UR E P HY S I C S D e c . ,

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0 7 高压屈服强度测量方法比较研究 * 俞宇颖, 谭华, 戴诚达, 彭建祥, 李雪梅, 胡昌明, 谭叶(中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室, 四川绵阳

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9 9 ) 摘要: 对Asay-Chhabildas( A C) 方法、 横向应力计方法、 压-剪方法和 X 射线衍射方法等4 种高压动态屈服强度测量方法进行了比较, 根据应变率的异同, 将强度数据分为两类进行比 较: X 射线衍射方法和压 - 剪方法获得的强度与 A C方法获得的强度Y=2 τ c 进行比较, 而横向 应力计方法测得的屈服强度与 A C方法中的Y=2 τ H 进行比较.通过铝及其合金屈服强度数 据的比较分析表明, A C方法、 X 射线衍射法和压 - 剪方法测得的强度数据基本一致, 但横向应 力计法测得的强度远高于 A C方法测得的结果( Y=2 τ H ) , 甚至高于其它3种方法测得的结果 ( Y=2 τ c) .造成横向应力计方法测量结果异常的原因有待进一步研究.与实验数据的比较表 明, S t e i n b e r g - C o c h r a n - G u i n a n( S C G) 模型过于依赖初始屈服强度, 从而导致无法完全反映高 压下材料的强度特性, 模型有待进一步改进. 关键词: 高压屈服强度;

A s a y - C h h a b i l d a s( A C) 方法;

横向应力计方法;

压-剪方法;

X 射线 衍射方法;

S t e i n b e r g - C o c h r a n - G u i n a n( S C G) 模型 中图分类号: O

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O

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7 文献标识码: A

1 引言屈服强度表征材料抵抗剪切变形的能力.材料高压屈服强度特性的研究是当前高压物理、 材料科 学和冲击动力学等学科领域重点关注的基础问题, 研究成果在装甲防护、 航空航天器防护、 天体物理和 地球物理等领域有重要的应用价值. F o w l e s等[ 1] 在2 0世纪6 0年代提出了通过冲击加载轴向应力与静水压力的比较来获得材料强度 方法, 即静水压线比较法.通过该方法获得的强度数据的精度主要取决于静水压力的精度, 然而静水压 线本身是状态方程需要研究的内容, 尤其是在高压情况下.此后, 一些研究者发展了 A s a y - C h h a b i l d a s ( A C) 方法( 也称双屈服面法或自洽法) [

2 ] 、 横向应力计法(LateralS t r e s sG a u g e s , L S G) [ 3] 和压-剪法(Pressure-Shear,PS)[4] 等高压强度测量方法, 这3种方法广泛应用于当前材料高压强度的测量.尽管 应用已达3 0年之久, 但上述3种强度测量方法还缺乏较全面的比较分析.最近, X 射线衍射( X - R a y D i f f r a c t i o n , X R D) 技术开始应用于材料动态强度特性的研究, 该技术能够探测亚纳秒级时间下的晶格 应变, 从而获取强度数据[ 5] . 本研究以铝及其合金为例, 对采用 A C方法、 横向应力计方法、 压-剪方法和 X 射线衍射方法测量的 结果进行比较分析, 研究结果有助于理解各种方法测得的强度数据的确切含义, 并合理地用于本构模型 的构建, 也有助于强度测量方法的完善. * 收稿日期:

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修回日期:

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2 1 基金项目:国家自然科学基金(

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冲击波物理与爆轰物理重点实验室基金(