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依兰陨石坑形成过程数值模拟研究

爆炸与冲击 2023年第3期43卷 115-125页

作者：任健康张庆明刘文近龙仁荣龚自正张品亮宋光明武强任思远北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京卫星环境工程研究所北京100094

基于iSALE-2D仿真代码对依兰陨石坑的形成过程进行了研究,采用欧拉算法开展数值模拟,探讨了依兰陨石坑的撞击条件,统计分析了成坑过程中熔化层的形成与分布规律,结合点源成坑相似律模型,拟合得到强度机制下的成坑半径关系式。研究结果... 详细信息

基于iSALE-2D仿真代码对依兰陨石坑的形成过程进行了研究,采用欧拉算法开展数值模拟,探讨了依兰陨石坑的撞击条件,统计分析了成坑过程中熔化层的形成与分布规律,结合点源成坑相似律模型,拟合得到强度机制下的成坑半径关系式。研究结果表明一颗直径120 m、撞击速度12 km/s的花岗岩质小行星垂直撞击地表形成一个与依兰陨石坑形态相似的陨石坑,再现了成坑形成的3个阶段:接触与压缩阶段、开坑阶段、后期调整阶段。大部分熔体在坑底呈分层堆叠分布,少量熔体随抛射物沉积在靶体表面,呈离散状分布,完全熔化材料质量约为撞击体质量的24倍。直径120 m、撞击速度12 km/s工况模拟结果与拟合的成坑半径关系式结果相对误差10.3%。

关键词：陨石坑 iSALE-2D 超高速碰撞冲击熔化

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单晶铜柱面冲击熔化与层裂的原子模拟

单晶铜柱面冲击熔化与层裂的原子模拟

作者：陈莹湖南大学

学位级别：硕士

圆柱壳在内部爆炸(外爆)或外部爆炸(内爆)载荷下的结构和力学响应研究对武器设计、材料合成、安全防护等方面具有非常重要的意义。但是由于实验中的极端条件和超快的响应过程,当前难以深入认识冲击响应的过程和规律。本文通过圆柱形势... 详细信息

圆柱壳在内部爆炸(外爆)或外部爆炸(内爆)载荷下的结构和力学响应研究对武器设计、材料合成、安全防护等方面具有非常重要的意义。但是由于实验中的极端条件和超快的响应过程,当前难以深入认识冲击响应的过程和规律。本文通过圆柱形势能面的引入,采用非平衡分子动力学并结合嵌入原子方法(EAM)势研究了圆柱形单晶铜在柱面冲击下的响应行为。获得了以下的研究结果:通过对圆柱形样品进行内爆加载,我们详细讨论了冲击波的传播和冲击熔化过程。当冲击强度较低时,在方向,塑性波落后于弹性波,形成双波结构;方向塑性波追赶上弹性波导致单波结构。由于冲击波在各个方向传播的速度不一样,速度波剖面由初始的圆柱面演变成方柱面。当冲击强度增加时,冲击波的各向异性消失,各个方向都呈现单波结构,速度波剖面保持初始的圆柱面。冲击波前端的样品在方向发生预熔化-再结晶;在方向主要是发生塑性变形。当冲击强度增加时,冲击波前端各个方向都发生冲击熔化。我们讨论了圆柱形样品在外爆加载下的熔化过程,并将结果与内爆加载进行了比较。在外爆加载的状态下,冲击波前端分别通过塑性变形和冲击熔化释放剪切应力。与内爆加载不同的是,在外爆加载的作用下,冲击波由里往外传播,能量逐渐耗散,这就导致了外爆加载发生冲击熔化所需要的冲击速度高于平面加载,更高于内爆加载。我们研究了两种加载方式下的层裂行为。内爆加载下,势能面处于圆柱形外表面,当卸载开始时,外表面粒子会自发地往外膨胀,形成卸载波,在反射波和卸载波的共同作用下形成拉伸区域,处于方向的拉伸区域发生预熔化,层裂在预熔处成核;在外爆加载下,势能面处于圆柱形内表面,开始卸载时,内表面往圆心处膨胀,当压缩波传播到外表面时,外表面往外膨胀。由于冲击波在方向传播的速度比较快,外表面位于方向的粒子速度更大,在切向应力的作用下方向形成强度比较大的拉伸状态,层裂最终在方向上的孪晶界优先形成。

关键词：柱面冲击加载分子动力学冲击熔化层裂冲击波

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一种多孔铁的高压声速和冲击熔化

高压物理学报 2001年第2期15卷 117-121页

作者：李西军周显明经福谦中物院电子工程研究所基础研究中心中物院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室西南交通大学高温高压物理研究所四川成都610036

用冲击加载手段对一种多孔铁材料的高压声速进行了研究。研究结果表明 ,该多孔铁材料的冲击熔化压力范围在 12 2～ 157GPa之间 ,利用多孔铁可以测得铁在 2 0 0GPa压力内的冲击熔化温度。

关键词：多孔铁高压声速冲击熔化固体材料冲击加载光分析法

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Al冲击熔化的分子动力学模拟

辽宁大学学报（自然科学版） 2005年第2期32卷 115-117页

作者：姜雪梅张美霞辽宁大学物理系辽宁沈阳110036

采用分子动力学模拟的方法,对金属Al的冲击熔化过程及平衡熔化过程进行实际研究,并通过对径向分布函数的观察,给出了确实可信的研究结果.

关键词：冲击波过热分子动力学模拟冲击熔化

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铜的高压声速和冲击熔化

高压物理学报 1989年第3期3卷 187-197页

作者：胡金彪经福谦程菊鑫成都科技大学应用物理研究所西南流体物理研究所

用光分析技术,测量了在一组应变冲击条件下,无氧铜的高压下声速,压力范围为125-170GPa。将上述结果与Broberg、Morris等和等过去发表的数据结合在一起,对0—170GPa整个压力区间的声速数据做了综合分析,给出了声速随压力的变化规律。实... 详细信息

用光分析技术,测量了在一组应变冲击条件下,无氧铜的高压下声速,压力范围为125-170GPa。将上述结果与Broberg、Morris等和等过去发表的数据结合在一起,对0—170GPa整个压力区间的声速数据做了综合分析,给出了声速随压力的变化规律。实验结果发现,无氧铜在156—159GPa之间开始发生冲击熔化,到170GPa左右,完全进入液相区;对于处于0—156GPa固体无氧铜的弹性声速c_1可用lnc_1=1.565888—2.645488×10^(-2)lnp+2.710681×10^(-2)ln^2p拟合公式描述(p的单位为GPa,c_1的单位为km/s),拟合值与实验值的相对误差小于1.3％。

关键词：铜高压声速冲击熔化光分析技术

金属在冲击载荷作用下的熔化温度和压力的近似计算

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物理 1981年第10期 612-615页

作者：谢盘海国营二九0一厂

目前,一般都是根据固体的某个熔化方程和 P-T(P为压力,T为温度)形式的冲击绝热线,来确定晶体在冲击熔化点的压力和温度.这种方法的缺点是计算烦杂.本文提出了一个假设的熔化条件,然后借助Gruneisen状态方程等关系式,导出了金属冲击熔化... 详细信息

目前,一般都是根据固体的某个熔化方程和 P-T(P为压力,T为温度)形式的冲击绝热线,来确定晶体在冲击熔化点的压力和温度.这种方法的缺点是计算烦杂.本文提出了一个假设的熔化条件,然后借助Gruneisen状态方程等关系式,导出了金属冲击熔化开始时的温度、压力等参数计算公式.尽管在公式的推导过程中作了必要的简化,但仍然获得了较满意的结果. 一、晶体的熔化由图1可以看出,当晶体的比容VVm时(Vm是零压下对应于时晶体的比容),原子间的引力变小.如果温度上升到足以使晶体原子的热振动达到Vm的地步,就有可能克服原子间的相互作用,从格点。位置跃迁到q位置(见图2).这种大量原子的跃迁,造成了晶格的崩溃.脱离了格点位置的原子将重新组成新的伏态,即熔化状态. 根据以上分析,我们可以假定。当原子的平均热运动能E。等于势能凡VJ时,晶体便处于熔化状态. 二、金属的冲击压缩熔化条仲根据以上假定,只要确定了不同压力下原子灼势能EJ厂J,就可以根据熔化条件 ET一E。(厂。)(l)得到不同压力下的熔化温度.因此,问题的关初归结为如何确定不同压力下晶休的厂/厂J. 文献[门已经证明,在一级近似下,不同压力下原子的相互作用能(或...

关键词：金属金属材料方程零压 VVT 冲击熔化熔化状态晶体热运动能压缩比压力比冲击绝热线原子分子熔化温度

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冲击压缩下无氧铜的熔化温度测量

冲击压缩下无氧铜的熔化温度测量

第八届全国爆炸力学学术会议

作者：胡建波谭华戴诚达李加波中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室

利用辐射法测温技术,以蓝宝石为测温窗口测量了无氧铜在157GPa和191GPa的熔化温度,并根据三层介质热传导模型扣除了高温层的影响。所得实验结果和Lindemann熔化线以及静压数据保持一致,证实了利用冲击测温技术研究材料高压熔化规律的可... 详细信息

利用辐射法测温技术,以蓝宝石为测温窗口测量了无氧铜在157GPa和191GPa的熔化温度,并根据三层介质热传导模型扣除了高温层的影响。所得实验结果和Lindemann熔化线以及静压数据保持一致,证实了利用冲击测温技术研究材料高压熔化规律的可行性。另外,实验也证实了蓝宝石窗口在实验压力范围内具有较好的透明性,能用作冲击测温窗口。

关键词：冲击熔化光辐射法热导率 Lindemann熔化定律铜

来源： cnki会议评论

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低孔隙度疏松锡的高压声速与相变

物理学报 2015年第10期64卷 207-212页

作者：宋萍蔡灵仓李欣竹陶天炯赵信文王学军方茂林中国工程物理研究院、流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室、919-102信箱绵阳621900

为研究微孔洞对锡的高压相变的影响,对含亚微米孔洞的疏松锡(疏松度m=1.01)进行了冲击加载-卸载实验.利用DPS(Doppler pins system)测得了31.8—66.1 GPa冲击压力下疏松锡/Li F界面粒子的速度剖面,获得了各压力下的纵波声速与体波声速,... 详细信息

为研究微孔洞对锡的高压相变的影响,对含亚微米孔洞的疏松锡(疏松度m=1.01)进行了冲击加载-卸载实验.利用DPS(Doppler pins system)测得了31.8—66.1 GPa冲击压力下疏松锡/Li F界面粒子的速度剖面,获得了各压力下的纵波声速与体波声速,给出了该疏松锡的冲击熔化起始压力约为49.1 GPa,获得了各压力下的剪切模量与泊松比.结合密实锡与疏松锡的高压纵波声速、体波声速与剪切模量,界定密实锡的冲击熔化压力在53.5—62.3 GPa之间,高于疏松锡的值,表明微孔洞明显降低了冲击熔化压力.对密实锡准确的冲击熔化压力值还需要进一步的实验数据.测试的固态压力范围内的声速数据没有明显奇异点,表明疏松锡没有类似密实锡的固态bcc相变发生.

关键词：疏松锡声速冲击熔化相变

Bi在固液混合相区的冲击参数测量及声速软化特性

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物理学报 2018年第4期67卷 165-171页

作者：李雪梅俞宇颖谭叶胡昌明张祖根蓝强傅秋卫景海华中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室绵阳621900

冲击相变与熔化作为材料特性的一项重要研究内容,对于多相物态方程构建具有重要意义.本文利用追赶稀疏原理和阻滞法,基于火炮加载技术获得了17.3—28.3 GPa范围内纯铋(Bi)的高精度声速数据和Hugoniot参数,分析了声速软化规律,得到固-液... 详细信息

冲击相变与熔化作为材料特性的一项重要研究内容,对于多相物态方程构建具有重要意义.本文利用追赶稀疏原理和阻滞法,基于火炮加载技术获得了17.3—28.3 GPa范围内纯铋(Bi)的高精度声速数据和Hugoniot参数,分析了声速软化规律,得到固-液混合相区Bi材料声速随压力的近似线性递减关系C=3.682-0.015p,并进一步确定Bi的冲击熔化压力区间为18—27.4 GPa.同时,Bi/Li F界面速度剖面的预期平台段在固液混合相区表现出渐进爬升的异常特征,分析认为,该现象与Bi材料的非均匀熔化动力学行为及冲击熔化完成时间尺度较长有关.

关键词：声速冲击熔化界面速度剖面 Bi