连铸单晶铜动态冲击特性研究

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1、AbstractBasedontheconceptofdislocationkinematicsandkinetics,Mechanicalthresholdstress(MTS)modelincludinganinternalstatevariable(ISV)relatedtomaterialstrengthincurrentmicrostructure,canwelldescribedynamicmechanicalpropertiesandiswidelyusedathighstrainrate.ByusingMTSmodelandtheexperi

2、mentaltechniqueofthesplitHopkinsonbarwiththesynchronizationassemblage,thedynamicconstitutivemodelsofthemonocrystalcoppermadebyOhnocontinuouscastingandthepolycrystalcoppermadebyup-continuouscastingwereinvestigated.Byusinganarrowheatedfurnace,designedandmanufacturedbyNPU,dynamicimpac

3、texperimentsattemperature1200Kwereaccomplished.Theoptimizedparametersofthepressure,whichpushoutputbar,andthedistancebetweenincidentbarandtransmissionbarwereobtained.Throughthetheoryanalysisandexperimentalresearch,theoptimizedparametersofthedynamicconstitutivemodelsofmonocrystalandp

4、olycrystalcopperwereobtainedandthetheoreticalstress-straincurveshaveagoodagreementwithexperimentalcurves.Basedon一一-一一一一一一一一AILT当瑙experimentanalysis,theconceptofthresholdenergyofdislocationrestorationwasproposedandtheparametersofMTSmodelwerediscussedindetail.Itturnsoutthatinparamete

5、rsofNITSmodelonlysevenparametersareindependentandWSmodelisnotverygoodtodescribedislocationrestoration,recrystallizationandassociatedstrainsoftening.Keywords:continuouscastingmonocrystalcopperdynamicimpactHopkinsonbarsynchronizationassemblageIII第1章文献综述1.1冲击动力学概述[(1-57冲击动力学是固体力学的一个分支

6、，涉及物理、力学和材料科学等多种学科，主要研究固体或结构在瞬变、动载荷作用下的运动、变形和破坏规律等。冲击载荷是指外载荷随时间迅速变化的载荷，载荷的短历时为其特征，在以毫秒、微秒甚至毫微秒计的短暂时间尺度上发生了运动参量的显著变化。例如核爆炸中心压力可以在几微秒内突然升高到l0'-1了巴量级(1Bar=10'Pa):炸药在固体表面接触爆炸时的压力也可在几微秒内突然升高到105巴量级:子弹以1丁~10'm/s的速度射击到靶板上时，载荷总历时约几十微秒，接触面上的压力可高达1了一1护巴量级。当物体在局部受到突加载荷时，由于物质的惯性，突加载荷对于物体各部分质点的

7、扰动不可能同时发生，而要经过一个传播过程，由局部扰动区逐步传播到未扰动区，这种现象称为应力波的传播。因为任何物体都具有一定的尺寸，所以，严格说来物体受到突加载荷作用时，总会出现应力波的传播过程。当载荷作用时间很短或是载荷变化极快，以及受力物体的尺寸又足够大时.这种应力波的传播过程就显得特别重要。外力对于物体的动力效应必须通过应力波来加以研究。例如，在无限介质中的局部扰动引起的动态响应，半无限介质表面以及半无限长杆中的端部受到撞击或爆炸所引起的动态响应，厚球壳的内部爆炸引起的动态响应等都属于这类问题。对于象梁、拱、薄板、薄壳这样一类结构，它们在三个尺寸中，总有

8、一个或两个尺寸远较其它尺寸小，在最小尺寸方向上作用外