拉格朗日分析方法的研究及其在率型材料中的應(yīng)用.pdf

1、材料在高應(yīng)變率下的率型動(dòng)態(tài)行為的研究是力學(xué)界和材料學(xué)界共同的研究熱點(diǎn)。但由于應(yīng)力波效應(yīng)和應(yīng)變率效應(yīng)之間的耦合關(guān)系使問題變得十分復(fù)雜。目前，或者采用應(yīng)力波效應(yīng)和應(yīng)變率效應(yīng)解耦的方法（如SHPB技術(shù)），或者采用由波傳播信息來(lái)反推材料本構(gòu)關(guān)系的方法（解反問題）來(lái)解決這一問題。 在采用第二種方法時(shí)，就測(cè)試技術(shù)而言，以測(cè)量速度類型的力學(xué)量最為方便。本課題的研究工作，就是用基于質(zhì)點(diǎn)速度波形測(cè)量的拉格朗日分析方法來(lái)研究率型材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，

2、包括以下三方面的研究： 首先，采用釹鐵硼強(qiáng)磁材料研制了新型磁電式粒子速度計(jì)，經(jīng)檢測(cè)標(biāo)定，其磁感應(yīng)強(qiáng)度高于前人文獻(xiàn)所報(bào)道的性能，測(cè)量粒子速度的靈敏度更高。 其次，對(duì)Fowles等人提出的傳統(tǒng)的Langrangian分析方法，從理論分析和數(shù)值模擬兩方面相結(jié)合作了檢驗(yàn)分析。指出從實(shí)測(cè)的質(zhì)點(diǎn)速度波形來(lái)求應(yīng)力波形時(shí)，實(shí)測(cè)的應(yīng)力邊界是不可缺少的。否則即使采取各種方法來(lái)改進(jìn)數(shù)值處理精度，因反演缺少充分條件，仍不能保證其正確可靠。對(duì)已知

3、本構(gòu)關(guān)系的有機(jī)玻璃（PMMA）材料的正問題和反問題的數(shù)值分析，也充分證實(shí)了這一點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，提出了新的“1S +nV”的拉氏分析方法，并通過對(duì)于以尼龍為代表的率型材料長(zhǎng)桿試件的沖擊實(shí)驗(yàn)研究，證實(shí)了這一方法的正確性。 最后，鑒于拉氏分析只提供了率型材料的質(zhì)點(diǎn)速度波形，應(yīng)力波形和應(yīng)變波形相互之間的推算方法，但并不直接確定材料的率型本構(gòu)關(guān)系，本論文研究并建立了拉氏分析與ZWT率型本構(gòu)模型之間的定量關(guān)系。為一大類遵循ZWT模型的率型材