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摘要
在外爆加载金属柱壳高速坍塌过程中,发生塑性变形失稳形成的剪切带具有高度的自组织特征,甚至出现剪切带排列的单旋现象—剪切带在顺时针和逆时针两个方向呈现一个方向占优的现象.柱壳在坍塌时,最大剪切应力位于柱壳内表面,剪切带的形核及扩展行为受内表面材料介观状态的影响显著.本文通过选材和控制柱壳加工工艺,获得了内表面具有不同厚度塑性层的20钢柱壳,采用厚壁圆筒实验技术,研究了表面加工塑性层对金属柱壳绝热剪切带自组织单旋现象起始的影响规律及其物理机制.研究结果表明,金属柱壳内表面加工塑性层显著改变了试样剪切带的起始条件,沿顺时针或逆时针方向排列的剪切带形核数量在总剪切带数量中所占比例取决于表面加工塑性层的厚度和晶粒取向,具有单一晶粒拉伸方向的较厚塑性层样品更容易形成单向螺旋剪切带结构.在相同变形条件下,随着塑性层厚度增加,剪切带平均形核速率和扩展速率增大,剪切带平均间距减小.结果可为理解金属柱壳在高速塌陷过程中绝热剪切带占优取向现象提供有价值的参考.
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