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《2018年全国固体力学学术会议摘要集(下)》2018年
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不同波形加载下金属锡微喷射的分子动力学模拟

伍鲍  吴凤超  朱银波  何安民  吴恒安  
【摘要】:当强冲击波在金属自由表面反射卸载时,将有一部分金属颗粒以比自由表面更大的速度喷射出来,这就是强冲击作用下的微喷射现象。本文中采用了分子动力学方法研究了金属锡在峰值压力为8.5-60.8GPa的方波和三角波加载下的微喷射过程。研究结果表明:不同加载波形对射流尖钉的速度几乎没有影响,然而对气泡速度产生显著的影响,三角波加载下,气泡仍然保持非零的相对速度,这与实验中观察到的现象一致;进一步地,我们统计了喷射物质总量随时间的演化,并和基于RM不稳定性的射流增长模型进行了比较,结果说明未熔化或者部分熔化的金属锡基体会明显抑制射流的进一步增长;最后,我们统计了喷射物质总量随压力峰值的变化关系,发现了在三角波加载下,喷射物质总量在较低的冲击压力下就会饱和。通过对卸载路径的分析,可以看到随着金属锡内部拉应力下降到零应力,其温度会快速上升,使得三角波加载下的金属锡在较低的压力下就可以发生熔化。

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