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摘要
目的获取安全防护结构中细观多胞材料在高速冲击下的波传播规律。方法采用基于3D-Voronoi细观多胞结构数值仿真和基于最小二乘法的局部应变梯度法,研究细观多胞结构在高速冲击下的冲击波波阵面传播规律。通过细观多胞结构数值仿真提取的位移场数据,结合局部应变梯度法得到界面清晰的冲击波波阵面。结果冲击端和支撑端分别诱发右行和左行冲击波波阵面。冲击波波阵面传播过程分为3个阶段,即冲击端诱发右行冲击波阶段、支撑端诱发左行冲击波且未压缩区刚性向右运动阶段和右行冲击波压缩区域与未压缩区域一体刚性向右运动阶段。通过冲击波波速的演化规律研究,分别获取了右行和左行冲击波波阵面的拉氏位置和拉氏波速,通过严格理论推导解释了右行冲击波波阵面具有恒定减加速度的结论。最后对冲击波波阵面划分阶段的合理性进行了验证。结论基于3D-Voronoi细观多胞结构数值仿真和基于最小二乘法的局部应变梯度法可以获取界面清晰的冲击波波阵面,细观多胞结构在高速冲击下的冲击波波阵面传播规律可为安全防护结构的设计和研究提供参考依据。
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单位中国工程物理研究院总体工程研究所
