钕铁硼稀土合金动态本构方程与动态断裂研究

Tests of one dimensional stress compression and tension for Nd-Fe-B alloy at different strain rates and temperatures are to be performed and the constitutive equations for Nd-F-B alloy are to be presented adopting the dynamic constitutive equations of Nd obtained by us. The presented dynamic constitutive equations are to be applied to numerically simulate the instantaneous experimental records of one dimensional stress/strain tests for Nd-F-B alloy in order to investigate the applicable ranges of the presented dynamic constitutive equations. The spalling tests of Nd-F-B alloy under one dimensional stress and strain tensile waves are to be investigated in order to reveal the effects of different stress states on the spalling.

对钕铁硼稀土合金试件进行不同应变率和不同温度下的一维应力压缩与拉伸试验研究，釆用申请者已建立的钕材料的动态本构方程等，探索构建钕铁硼的动态本构方程。对钕铁硼的不同构形试件进行一维应力向一维应变过渡的冲击试验研究，从理论、数值模拟与实验结果的结合上，研究所构建的动态本构方程的适用范围。对钕铁硼试件进行一维应力及一维应变拉伸波引起的层裂试验研究，揭示不同应力状态对于层裂机理与强度的影响。

采用SHPB研究了不同应变率一维应力压缩下的钕铁硼稀土合金应力-应变特性以及断裂行为。具有DIC的HSP分析揭示，在到达最大载荷前，膨胀的钕铁硼稀土合金试件表面已出现裂纹并沿一定方向发展。鉴于钕铁硼稀土合金高压Hugoniot EOS研究进展存疑，理论探讨了钕铁硼稀土合金的高压EOS，发现基于合金组分Hugoniot EOS参数按质量权重构建合金Hugoniot EOS的方法有可能应用于钕铁硼稀土合金。为研究钕铁硼稀土合金在HEL以下或邻近的Hugoniot EOS，进行了气炮平面冲击波试验，采用VISAR测量冲击波与波后粒子速度。结果表明，高压Hugoniot EOS并不能外推到低于或接近HEL的低压状态。钕铁硼稀土合金的层裂强度研究采用气炮平面冲击波致层裂试验，应用特征线理论，由VISAR记录的试件自由面速度历史确定层裂强度。采用SHPB对钕铁硼稀土合金圆盘试件进行动态Brazilian试验，垂直于加载直径的拟一维应力拉伸波致使试件发生层裂，层裂强度由最大载荷除以试件的直径和厚度确定。研究发现，一维应变与一维应力的层裂强度及机理明显不同。