应力波对材料在一维冲击拉伸下的非稳定粘塑性流动，损伤演化和碎裂化的影响

研究在一维冲击拉伸载荷作用下，韧性金属的断裂和碎裂过程（Mott问题）。由于快速加载和断面收缩，韧性金属材料内部的塑性流动出现不稳定，多点出现变形集中化、颈缩，并进一步发生内部孔洞损伤，最终导致材料发生多处断裂（碎裂化）。沿载荷作用方向的颈缩和内部损伤发生发展形式既受外界载荷速度影响，又由于损伤点发射的卸载应力波作用而相互干涉。在以前的研究结果和国际最新进展基础上，我们将通过理论模型、数值模拟、以及验证性试验，探讨高应变率下韧性材料中损伤的成核和演化、几何变形失稳（颈缩）、以及多点颈缩的发展规律；研究损伤发展导致破坏的临界条件，以及伴随材料破坏的动态碎裂过程。研究成果将揭示冲击拉伸载荷下韧性细长杆的动态断裂及碎裂过程中的基本物理机制，提供半定量的临界破坏准则，为国防应用和安全工程提供理论支持。

采用理论-实验-数值模拟结合的技术路线研究韧性材料动态碎裂机理。提出广义的材料动态碎裂过程的最快速卸载理论来描述韧性材料的多重动态断裂过程。用内聚力断裂模型描述颈缩的成核-发展-断裂过程，结合有限元方法数值分析材料整体多重动态断裂过程。将传统SHPB技术改进,进行冲击膨胀环试验，并结合爆炸膨胀环试验，实测多种韧性材料碎裂规律。主要成果：.1..总结和分析前期基金项目“脆性材料的冲击拉伸强度及碎片分布特性的理论与实验研究（CNSF 10572066）”成果，提出脆性材料动态碎裂过程中的最快速卸载理论，并将其推广到多重韧性拉伸和多重绝热剪切，提出广义的材料动态碎裂过程的最快速卸载理论。.2..建立了分别基于Hopkinson压杆和落锤的冲击膨胀环试验装置和方法，实现对韧性圆环试件的冲击拉伸实验并实测材料的断裂应变和碎片分布规律。.3..采用实验和数值计算结合的方法分析了无氧铜圆环的动态膨胀碎裂过程，揭示了韧性材料碎裂过程的基本物理机制，并比较了其与脆性碎裂内在机制的异同,深入研究了初始缺陷对韧性材料断（碎）裂过程的影响,揭示了韧性材料碎片分布规律的内在影响因素。