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爆炸与冲击

爆炸与冲击

2024年09期

《爆炸与冲击》创办于1981年7月，由中国力学学会主办，是我国爆炸力学与冲击动力学领域的专业性学术期刊。目前为月刊，现任主编为刘仓理院士。

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研究综述 | 固体介质中的冲击极化效应研究进展

研究综述 | 固体介质中的冲击极化效应研究进展

摘要：冲击波在固体介质内传播时，内部电荷随冲击波作用向两极迁移形成电势差并对外输出电压/电流的极化效应称作冲击极化效应。针对晶体、金属、陶瓷以及聚合物等典型固体介质的冲击极化效应进行了系统梳理；总结了现阶段发展的冲击极化测试方法，分析了落锤/摆锤、SHPB、轻气炮以及炸药爆轰等加载方式诱发固体介质极化响应的差异；概述了有限元方法、分子动力学、近场动力学方法以及相场分析方法在固体介质冲击极化数值模
波动理论 | 基于Tersoff 势的晶格中波动传播

波动理论 | 基于Tersoff 势的晶格中波动传播

摘要：在晶格间的Tersoff 势作用下分别研究了单晶体系和多晶体系中的波动传播特性。首先，在微振动的情况下，分别基于晶格间线性作用、Tersoff 势作用以及含缺陷的Tersoff 势作用3 种势能函数研究了单晶体系中格波的传播，得到了晶格中的色散关系以及格波波速的表达式。其次，分别以碳晶格和硅晶格为例，运用有限差分方法，研究了3 种势能作用下单晶体系中的波动传播过程，对比了压缩和拉伸冲击下晶
波动理论 | 细观非连续介质的应力波传播研究

波动理论 | 细观非连续介质的应力波传播研究

摘要：固体介质，如岩石、混凝土、贝壳和多孔材料等均具有细观非连续、宏观连续的特性，揭示这种细观非连续性对材料动力学响应的影响规律，对于材料设计、安全防护等具有重要意义。从广义Taylor 公式出发，推导了分数阶定义下的非连续介质的一维波动方程，引入等效分数阶简化了控制方程。利用有限差分法得到了控制方程的数值解，结果表明：控制方程中的等效分数阶阶数越小，计算得到的波形衰减的程度越大。为了验证方程的
波动理论 | 细观非均匀介质中的耦合波动传播

波动理论 | 细观非均匀介质中的耦合波动传播

摘要：非均匀介质在自然界中十分常见，针对细观非均匀介质的波动力学行为和非均匀性描述的研究具有重要意义并充满挑战。建立了反映细观非均匀材料压剪耦合特性的一般压剪耦合本构关系，提出了描述材料非均匀性的耦合系数，并建立了广义波动方程。广义波动方程数值分析表明，耦合系数的正负、取值和组合与应力/应变张量共同影响耦合波动传播过程。作为算例，给出了一阶近似的压剪耦合参数确定的本构关系以及3 个压剪耦合特征波
波动理论 | 脆性梁弯曲断裂所激发的弯曲波

波动理论 | 脆性梁弯曲断裂所激发的弯曲波

摘要：脆性细长结构在弯曲载荷作用下突然断裂，可能导致断裂点附近出现二次断裂。传统的Euler-Bernoulli 梁理论难以描述突加载荷或突卸载荷所导致的波动现象，而Timoshenko 梁中的弯曲波速度为有限值，具有一个内禀特征时间，因此基于Timoshenko 梁理论来分析弹性梁的弯曲断裂问题。使用Timoshenko 梁理论，结合一个包含断裂能的脆性内聚力弯曲断裂模型，建立一维弯曲波传播问
波动理论 | 相变对TiNi 合金薄壁管中波速的影响

波动理论 | 相变对TiNi 合金薄壁管中波速的影响

摘要：形状记忆合金在受到强冲击荷载作用时会发生相变，而相变对其结构件的动态力学响应影响显著。本文采用同时考虑静水压力和偏应力影响的相变临界准则，推导了增量型的相变本构模型。基于广义特征理论，得到了复杂应力状态下特征波速的解析表达式。特征波速不仅和材料本身的力学参数（如拉压不对称性和混合相的模量）有关，还和材料所处的应力状态有关。对因相变导致体积膨胀的TiNi 合金而言，拉压不对称性系数的增大会提
波动实验与测试 | 基于广义波阻抗理论的SHPB 试验中弹性压缩阶段试件应力-应变曲线的应力波效应及其影响机理

波动实验与测试 | 基于广义波阻抗理论的SHPB 试验中弹性压缩阶段试件应力-应变曲线的应力波效应及其影响机理

摘要：定量研究分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar，SHPB）试验中弹性压缩阶段试件中的应力波效应是解耦准确材料弹性曲线的基础。在满足平面波假设的基础上，基于广义波阻抗理论，对杆与试件面积不匹配时试件弹性压缩阶段应力波演化造成的结构效应开展了定量理论研究，分析了不同情况下弹性阶段内试件唯象工程及实际材料应力-应变曲线的偏差特征与主要因素，并揭示了影响这种偏
波动实验与测试 | 多胞子弹冲击泡沫夹芯梁的动力学响应分析

波动实验与测试 | 多胞子弹冲击泡沫夹芯梁的动力学响应分析

摘要：为了研究均匀/梯度多胞子弹冲击泡沫夹芯梁的耦合响应过程和多胞子弹对夹芯梁的加载效果，对该冲击过程开展了理论分析、数值模拟和试验研究：通过将泡沫夹芯梁等效为单梁以简化分析，基于多胞子弹的冲击波模型和泡沫夹芯梁的等效单梁响应模型，构建了多胞子弹冲击泡沫夹芯梁的耦合分析模型，给出了冲击过程中各响应阶段的控制方程，并结合龙格-库塔方法对方程进行了数值求解；基于三维Voronoi 技术，开展了均匀/
波动实验与测试 | 霍普金森杆实验方法中材料弹性阶段杨氏模量及其曲线准确性分析

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摘要：霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar，SHPB）实验中试件的应力不均匀对应力-应变曲线的弹性阶段有显著影响，而弹性阶段是研究混凝土等低声速材料或高应变率加载条件下某些金属材料的关键。针对一维杆系统，利用一维弹性增量波理论，推导了线性入射波作用时应力应变和杨氏模量的解析式，研究了试件两端应力差和速度差对试件弹性阶段曲线及杨氏模量准确性的影响；进一步给出了任意
波动实验与测试 | 基于摆锤加载岩杆SHPB 装置的充填体动态力学特性测试方法

波动实验与测试 | 基于摆锤加载岩杆SHPB 装置的充填体动态力学特性测试方法

摘要：针对充填体试样SHPB（split Hopkinson pressure bar）试验测试中存在的透射波测量的难点问题，采用岩石长杆代替钢杆作为入射杆和透射杆的方法改进摆锤冲击加载SHPB 试验系统，探讨了SHPB 试验中黏弹性波的传播及波阻抗匹配问题；基于应力波在岩石杆件系统中的传播规律研究，定义了应力波在入射杆和透射杆上传播的黏性衰减系数、试样-岩杆界面的透反射衰减系数；基于Kelv
学科相关 | 学科动态

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1 麻省理工学院研究人员发现金属在极端冲击下愈热愈强的反常规现象[1] 材料的强度依赖于加载测试时的速率，这是因为位错等缺陷的变形移动具有内在的动力学限制。随着变形应变率的增加，更多的强化机制被激发以增加其强度。麻省理工学院研究人员发现，在应变率大于 106 s−1 的微弹道冲击测试中，当温度升高至157 ℃ 时，铜的强度会增加约30%，纯钛和金中也观察到了这种效应。这种现象是违反直觉的，因为几

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目录

研究综述 | 固体介质中的冲击极化效应研究进展

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波动理论 | 基于Tersoff 势的晶格中波动传播

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波动理论 | 细观非连续介质的应力波传播研究

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波动理论 | 细观非均匀介质中的耦合波动传播

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波动理论 | 脆性梁弯曲断裂所激发的弯曲波

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波动理论 | 相变对TiNi 合金薄壁管中波速的影响

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波动实验与测试 | 基于广义波阻抗理论的SHPB 试验中弹性压缩阶段试件应力-应变曲线的应力波效应及其影响机理

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波动实验与测试 | 多胞子弹冲击泡沫夹芯梁的动力学响应分析

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波动实验与测试 | 霍普金森杆实验方法中材料弹性阶段杨氏模量及其曲线准确性分析

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