国家自然科学基金(10476027)
- 作品数：29 被引量：141H指数：8
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- 相关机构：中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所武汉理工大学更多>>
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- 相关领域：理学金属学及工艺一般工业技术更多>>
- 高应变率拉伸下纯铝中氦泡长大的动力学研究被引量：2
- 2007年
- 分析了高应变率加载下纯铝中氦泡长大的动力学过程,给出了含内压氦泡长大的动力学方程,并且分别研究了氦泡内压、基体材料惯性、粘性、表面张力以及基体环境温度对初始半径为1 nm氦泡长大的影响。研究结果表明:(1)初始内压可以促使氦泡快速长大,当氦泡直径超过1μm时,内压对氦泡长大的影响可以忽略不计。(2)表面张力在氦泡整个长大过程中的影响都很小。(3)材料惯性对氦泡长大起抑制作用,并且随着氦泡半径的增长,抑制效应越来越明显。(4)在所有因素中,温度对氦泡长大的影响最为明显,温度升高,材料的粘性降低,氦泡的内压增加,促使氦泡加速长大。
- 祁美兰贺红亮王永刚晏石林
- 关键词：高应变率内压粘性
- 拉伸应变率对20钢层裂特性的影响被引量：1
- 2007年
- 采用轻气炮加载技术和激光速度干涉(VISAR)测速技术相结合,对不同拉伸应变率条件下20钢的层裂特性进行了实验研究。通过改变飞片和样品的几何尺寸来调整拉伸应变率的大小,研究了拉伸应变率对20钢层裂强度的影响。实验的拉伸应变率的变化范围为104～106s-1,最大拉伸应变率接近激光加载所能产生的拉伸应变率,相比激光加载,薄飞片技术容易保证一维应变条件。实验结果显示20钢的层裂特性明显依赖着拉伸应变率的大小,106s-1条件下层裂强度比104s-1时提高近70%。基于对数值计算结果的分析,讨论了影响层裂强度的主要外载荷因素。
- 王永刚贺红亮
- 关键词：层裂20钢
- 单晶铜中冲击波阵面结构的数值模拟研究被引量：1
- 2006年
- 用分子动力学方法模拟计算了在初始温度为0 K时单晶铜中的冲击波结构,相互作用势采用铜的嵌入原子势(EAM),模拟计算结果表明即使是在初始温度为0K的FCC晶体中,冲击波波阵面后的区域也会向平衡态演化。局域分析表明冲击波阵面后区域的压力、粒子速度、应变和温度随时间逐步变化到稳定态,在所研究的冲击波强度(约262 GPa)下,波后区域的平均压力、粒子速度、应变均在约1 ps内逐渐上升并达到稳定值。动能温度在波阵面处始终为最大值,随着冲击波的传播,波后非零温度区域逐渐扩大,不同时刻的粒子速度分布函数说明波后区域逐渐向热力学平衡态演化,并最终达到热力学平衡,进一步的分析说明局域平衡是系统向平衡态演化的基本过程。
- 邓小良祝文军罗晋贺红亮伍登学经福谦
- 关键词：冲击波分子动力学平衡态
- 一个新的损伤演化方程及其在层裂中的应用被引量：1
- 2005年
- 采用统计细观损伤力学方法,基于延性金属断裂过程的孔洞演化机理,提出一个新的损伤演化方程,该方程在一定的条件下与由空心球体胞模型导出的损伤方程形式相同。在此基础上,将新的损伤演化方程编入一维Lagrange有限差分动力学程序,对OFHC铜的平板对称正碰撞层裂实验进行了数值模拟,计算结果与实验吻合得较好。
- 周洪强秦承森张树道张凤国刘文韬王裴
- 关键词：层裂孔隙度数值模拟
- 氦泡对铝的弹性性质的影响被引量：4
- 2008年
- 主要利用分子动力学方法模拟计算了含氦泡的铝的弹性性质,首先,应用第一性原理的方法计算了Al-He的相互作用势.其次,从两个不同的方面研究了氦泡对铝弹性常数的影响,一是不同的氦泡尺寸(直径分别是1·6,2·0,2·5,3·0和3·5nm),二是不同的氦泡压力(即固定氦泡大小,氦泡内氦原子的个数与空位的比分别大约是5%,15%,45%和85%).结果表明弹性常数随着氦泡半径的增大而减小,对于固定大小的氦泡,随着氦泡内的压力变化弹性常数基本保持恒定.最后通过建立弹性复合体模型,得到的解析解定性上解释了氦泡的大小以及内压对铝的弹性常数的影响,与分子动力学模拟结果吻合.
- 王海燕祝文军宋振飞刘绍军陈向荣贺红亮
- 关键词：辐照损伤分子动力学
- 层裂损伤发展过程的数值分析被引量：3
- 2007年
- 用数值方法定性地分析了延性材料损伤过程中孔洞数密度分布的变化情况,及其与材料中应力变化过程之间的关系,以及孔洞数目在空间上的分布情况。同时还分析了初始成核孔洞大小以及计算参数对自由面速度曲线、损伤发展和孔洞数在空间上分布的影响。分析了不同时刻孔洞成核与增长对损伤度的影响。
- 张凤国秦承森周洪强
- 关键词：延性材料
- 冲击波压缩下含纳米孔洞单晶铁的结构相变研究被引量：12
- 2006年
- 利用分子动力学模拟方法对含纳米孔洞的单晶铁在冲击波压缩下的结构相变(由体心立方结构α到六角密排结构ε)进行了研究,单晶铁样品的尺寸为17·2nm×17·2nm×17·2nm,总原子数428341个,在样品的中央预置一个直径为1·12nm的孔洞,利用一活塞分别以350,500,1087m/s的速度撞击样品产生冲击波,对应的冲击波压缩应力分别为12,17,35GPa.撞击方向沿单晶铁的[100]晶向.计算结果表明,在冲击波压缩下,孔洞对铁中的相变起了诱导作用,伴随着孔洞的塌陷,相变首先出现在孔洞周围的(011)面和(011)面上,然后扩展到整个样品.通过分析冲击压缩下原子的位移历史,解释了相变的微观机制,发现孔洞周围的原子在{011}面上沿〈011〉晶向滑移,离孔洞中心距离越近的{011}面上的原子容易滑移,间隔一层的{011}面与相邻层原子的移动位移幅度不同,这种相对滑移导致出现了新的结构(hcp结构).
- 崔新林祝文军邓小良李英骏贺红亮
- 关键词：相变分子动力学冲击波纳米孔洞
- 铁冲击相变的分子动力学研究被引量：15
- 2007年
- 用分子动力学方法模拟了单晶铁(Fe)在一定初始温度下冲击相变(α相→ε相)的微观过程,结果显示温度会导致冲击相变压力阈值降低.基于此微观过程,对加卸载波系的传播规律进行了相应计算和分析,结果表明在卸载过程中逆相变波(ε相→α相)相对于波前以当地纵波声速传播,而相对波后以亚声速传播,这可由卸载压力-密度曲线给出相应解释;计算了不同初态的卸载压力-密度状态曲线,并给出了逆相变带的分布,其分布规律显示了卸载过程逆相变的滞后现象.
- 邵建立王裴秦承森周洪强
- 关键词：分子动力学冲击波相变
- 强激光辐照下纯铝的力学响应和层裂的实验测量与分析被引量：11
- 2005年
- 采用速度干涉(VISAR)测试技术,对强激光辐照下纯铝的动态力学响应和层裂特性进行了实验测量和分析.样品厚度分别为200 μm 和485 μm,激光脉冲的半高宽约为10 ns,功率密度变化范围为1010～1011 W·cm-2.实测了样品自由面速度波形,反映了强激光加载作用下材料损伤演化过程以及损伤对材料动态响应的影响.计算得到了冲击波强度(2.0～13.4 GPa) 和不同拉伸应变率下铝的层裂强度(1.6～2.3 GPa).在所采用的实验条件和1维近似下,激光辐照产生的冲击波强度与激光功率密度之间成线性关系.最后讨论了层裂强度与拉伸应变率之间的关系,显示层裂强度随着拉伸应变率的增加而增大.
- 王永刚M. Boustie贺红亮T. Sekine王礼立经福谦
- 关键词：层裂动力学响应
- 铁的冲击相变机制的分子动力学研究被引量：4
- 2007年
- 用分子动力学方法模拟计算了在冲击波加载条件下,单晶铁中的结构相变(由体心立方结构α相到六角密排结构ε相),相互作用势采用铁的嵌入式原子势(EAM),单晶铁样品的尺寸为28.7 nm×22.9 nm×22.9 nm,总原子数为1.28×106个。通过推动一个运动活塞对静止靶的作用来产生冲击压缩,加载方向沿单晶铁的[100]晶向。通过对原子位置的追踪,揭示了铁的冲击相变机制,计算结果表明相变机制包括两步:首先是在{011}面上的原子受到沿〈100〉晶向的压缩,使{011}面转化成正六角形密排面;然后是在{011}面上原子沿〈0-11〉晶向的滑移,完成由bcc结构到hcp结构的相变。同时发现滑移面只出现在与冲击波加载方向平行的(011)和(0-11)面上。
- 崔新林祝文军贺红亮邓小良李英骏
- 关键词：相变冲击波分子动力学
