基于空穴聚集的高应变率低应力三轴性拉伸断裂模型研究

1)建立基于空穴聚集的高应变率低应力三轴性拉伸断裂模型：优化Hopkinson冲击拉伸试验，构建杆材动态本构关系，耦合于空穴单元模型，表征空穴演化的应力三轴性、应变率及绝热升温效应。基于杆材微力学特征参数，计算空穴体积份额与形状演化，确定空穴与基体构形变化及应力集中因子,由应变及应变率硬化与热及损伤软化平衡，提出空穴聚集热粘塑失稳机理。2)发展独特高应变率低应力三轴性拉伸断裂试验：使气炮驱动平面飞片通过平面靶板平稳牵引拉伸多根光滑或刻槽试件,提高冲击拉伸速度，并控制试件局部应变，取得不同许可应变下，颈缩与空穴演化的"凝固"过程。3)揭示高应变率低应力三轴性拉伸断裂基本规律：通过理论及数值预估与独特实验结果比较，从细观与宏观结合上，揭示断裂应变与应力三轴性、应变率、绝热升温依赖关系，在应变率高于阈值量级时，计及材料本构引起的失稳与局域化。成果应用于普遍的冲击动态断裂预估与分析及高技术前沿。