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PBX的损伤、断裂及本构关系研究

PBX是高聚物粘结炸药(polymer bonded explosive)的简称,是由炸药颗粒和聚合物组成的一种固体高能炸药,是武器的主要装药;PBX力学行为影响武器的性能。本文绪论介绍了PBX材料及其含能特性,并从力学研究角度认为PBX以及炸药代用材料属于颗粒填充聚合物复合材料。根据目前在PBX力学行为方面的一些研究,总结了PBX力学行为的典型特征及其研究进展。然后本文以某一配方PBX为主要研究对象,同时结合其它配方PBX以及炸药代用材料,从损伤力学、断裂力学、断裂动力学、材料动态力学性能及本构关系等方面研究PBX的力学行为。(1)通过SEM对炸药代用材料的细观观察结果表明,炸药代用材料与PBX的细观破坏模式一致,即拉伸载荷下以颗粒界面断裂(沿晶断裂)为主,而压缩载荷下以颗粒断裂(穿晶断裂)为主。正因为PBX(以及炸药代用材料)在拉伸和压缩下具有不同的破坏模式,材料拉伸强度和压缩强度存在明显的差别。(2)将声发射(AE)技术应  (本文共165页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国工程物理研究院
中国工程物理研究院

PBX有效力学性能及本构关系研究

本文的主要研究内容如下:1.对PBX有效弹性性能的最新研究进展以及PBX本构关系(即应力应变关系)的研究现状进行了综述。在总结分析文献的基础上,提出了以PBX作为研究对象,着重对其有效弹性性能进行细观力学模拟,以及对不同应变率下(准静态、动态)的力学行为及本构关系进行研究。2.选取了以TATB为基的PBX作为研究对象,在获得单组份力学性能的前提下,采用三种经典的细观力学模型对其有效弹性模量(体积模量、剪切模量)进行了理论计算。模拟计算结果与实验值的对比表明,采用Hashin—Shtrikman法和三阶界限法模拟的有效弹性模量要优于采用Voigt—Reuss界限法所获得的结果。3.设计了系列组分相同但压制密度不同的以TATB为基的PBX样品,测试了它们的弹性模量值。基于细观力学模型的模拟结果,通过引入一个含有密度因素的修正系数,对Hashin-Shtrikman模型进行了改进,获得了该PBX的有效模量跟压制密度的函数关系。改进后的...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

《华东冶金学院学报》1987年04期
华东冶金学院学报

浅裂纹三点弯曲试件的J和r_p研究

1 ~,Zj 月lJ言 右续际工程中,许多构件往往是浅裂纹。因此近年来,国内外学者对浅裂纹的研究〔‘’2习益重视,并已得出浅裂纹的J积分值、COD值比深裂纹大得多的重要结论。目前还没有一个满意的浅裂纹J积分值计算式,下面将利用位移分解法导出浅裂纹J积分值计算式。 对三点弯曲试件其加载点位移八可分成弹性位移分量△。和塑性位移分量△p:“一“。+“一PC+k(一会)“(1)弋中P是加载点处的外载荷;C是试件的柔度;k是与a/w比值无关的材料硬化系数;PL为式件的极限载荷;m表示材料硬化指数。 将(1)式代入J积分表达式‘竺一孔l:(黔pdp(2)1一C了‘吸、ueB得出器卜一节一(盆(一是考)_旦p:一、 da/(3)n。为塑性变形能修正系数,u。是弹性变形能,u。是塑性变形能。根据线弹性断裂分析,(2)式中第一项是J。,这样(2)式可写成J。+一石只只p一 D又W一a)(4)由〔3〕给出的三点弯曲试件平面应变的极限载荷P:表达式第...  (本文共5页) 阅读全文>>

《华东冶金学院学报》1988年03期
华东冶金学院学报

深、浅裂纹的三维研究

1引言 通常评估三点弯曲试件断裂韧性参数时,近似认为试件处于平面应变状态,忽略了中间平面(以下简称中平面)和边平而不同的变形,这样可将问题简化成二维来分析。实际上,三点弯曲试件的中平面处于平面应变状态,但两个边平面却处于平面应力状态。正是这种从中间平面到边平面应力状态的变化,使得中间平面易于其它部分扩展,从而在试件的断面上形成指甲纹形状。对试件这种变形特性的详细、深入地研究,只有通过三维应力分析。文献 ‘用三维有限元计算了深裂纹(w/a二。.5)的三点弯曲试件,并指出在中间平面的应力强度因子K:,三维计算结果和二维计算结果一致,但在边平面三维计算的工认低于二维计算K;的60%,裂纹尖端的扩展应力从中平面到边平而逐渐减小。 由于在工程实际中,大部分构件是浅裂纹。因此,最近几年国内外对浅裂纹的研究“、,3〕日益重视。浅裂纹三点弯曲试件的三维弹塑性分析是对上述研究进一步深入。本文就w/a=o.1(浅裂纹),0.3,0.5(深裂纹)三点...  (本文共7页) 阅读全文>>

《实验力学》1988年04期
实验力学

杆式冲击装置测定材料动态J积分

‘1引宫 除了工程中的许多结构分析需要静态的断裂韧度参数以外,有更多的大型现代化工程结构,如舰船、压力容器(核容器和非核容器)、海洋采油设施、石油天然气管线、航天设备等的设计和选材,以及岩石和混凝土结构的强度和稳定性分析等等,都尤为需要冲击荷载下的动态断裂韧度参数. 国内测试动态断裂韧度大多采用摆锤式或旋转摆锤式冲击试验机.但由于下列原因,目前这方面的测试工作尚未普遍开展〔”,即:1)对测试结果的可靠性缺乏有效的分析,尤其是摆锤的强烈振荡,致使示波照相所得的荷载一位移(尸一△)曲线难以准确分析;2)由于侧定动态位移△有困难,难以满足计算动态J积分的要求,应用范围受到限制;3)缺乏适用于瞬态过程测试的快速记录仪器. 本文叙述并讨论了我们在自行设计的杆式冲击试验装置上进行了,‘测定的方法,由于运用了一维应力波理论为设计依据,改传统的短杆(摆锤、落锤等)冲击为长杆冲击,从而在试验中只需对荷载尸进行测定,就能根据长杆端面的位移与荷载之间...  (本文共6页) 阅读全文>>

《华东冶金学院学报》1988年04期
华东冶金学院学报

浅裂纹三点弯曲试件的COD研究

1引言 裂纹张开位移COD值是中低强度钢材的弹塑性断裂的一个重要判据,而其临界值乙,是作为材料的断裂韧性参数。目前关于各、值的测定,各国基本上以英国的BS5762作为标准,我国的试验方法为GB2358一80。在这些测定试验中,当所用的试件W二ZB时,裂纹长度与试件宽度之比(w/a值)均为0.45一0.5之间。 文献〔1〕对18Cr:N,‘合金钢的研究指出:浅裂纹三点弯曲试件(w/a0·“5后,K值与标准试验中的极限载荷表达式的K值一致。本实验中,对令劲·3试件按“,式计算试样的极限载荷P;。当w/a”·“时,按标准试验方法中P‘式计算。 裂纹的预制在10吨高频疲劳机上进行。裂纹扩展区的留痕采用二次疲劳和液氮法。先将已有扩展裂纹的试件进行二次疲劳20分钟,然后把二次疲劳的试件放入液氮中约15分钟后取出压断,这样获得的扩展区边界易于观测,效果较好。 对一旦-=0.1和0.2的浅裂纹试件,首先把高度w取成30毫米,经预制裂纹后再将w加...  (本文共7页) 阅读全文>>

《阜新矿业学院学报(自然科学版)》1989年01期
阜新矿业学院学报(自然科学版)

用理想平面应变试件直接测定延性材料K_(IC)方法的研究

l 前 言 能否准确测定中低强度材料厂IC值,已成为线弹性断裂力学能否在丁程中得到普遍应用的重要问题。在标准方法很难直接测定、通过测试厂积分的临界俏 JI。再换成兄c又不十分今人满意的情况下,本文采用侧切三点弯曲试件和两种圆周切口圆柱试件,对40Cr钢(850oC淬火,500oC 回火罗 a。一90kgf/mm’,a;一100kgf/mm’,其KIC值尚属未知)KIC进行了大量测试研究、取得满意的结果。由于这下种试件有效地消除了平面压力层的影响,故称为理想平面应变试件。2 有效性判据 由干直接测定中低强度材料兄c尚缺乏经验,故不可能有像标准方汝那样的尺寸规定。但用下述公认的判据完全可以判别K。。结果是否有效。 门)P一J曲线特征判据; (2)试件断口外貌特征判据; (3)对同一材料用不同尺寸试件试验结果稳定性判抿; (4)对同一材料用不同方法试验结果一致性判据。第1期 用理想平面应变试件直接测定延性材料KIC方法的研究3s3 侧...  (本文共9页) 阅读全文>>