初始应力状态对材料动态响应特性影响的探索性研究

本项目致力于将球面层裂转换为带初始径向应力的平面应变下的层裂的计算方法研究以及通过实验获得不同初始径向应力下的平面层裂特性，从理论和实验上研究初始应力状态对材料层裂特性的影响规律，探讨一维平面应变状态下材料的响应和不同半径球面撞击下材料响应之间的关系和可能的移植模型。.一维平面应变下飞片撞击实验获得的材料层裂强度并不能推导出球面撞击下的层裂强度，然而从实验技术上实现球面飞片以一定速度沿径向方向平稳飞行比较困难，从而影响到球面层裂实验的开展。本项目研究意义在于通过新的思维方式，将球面层裂转换为带初始径向应力的平面应变下径向研究，以期对武器设计中急于解决的问题有更深的认识，同时，本项研究对于材料在复杂应力状态下的动态特性研究也有一定的科学意义。

冲击载荷下材料的动态失效是目前材料动态响应研究领域古老而有前沿的问题，由于缺乏对材料动态断裂过程时其内部缺陷损伤演化微细观实时过程的深入认识，使得建立的断裂模型基本上是统计或表象本质。在冲击载荷下，材料内部的微细观缺陷的成核、扩展路径、扩展速度、扩展方向等直接影响到材料动态断裂的物理过程。本申请项目从实验研究的角度，探索利用高速摄影技术实时观测材料内部缺陷在冲击载荷下的演化过程，并结合多点高空间分辨率的自由面粒子速度测量技术，获得它们损伤、演化微观动态过程的相关参数，有望对材料动态断裂研究领域有非常重要的促进作用。 2100433B

作为一种新型隔震措施，周期性隔震基础已得到研究者越来越多的关注。在不考虑材料阻尼情况下，周期性隔震基础的隔震机理已较明晰。然而，由于理论分析上的困难，材料阻尼因素对周期性隔震基础滤波特性的影响一直未能考虑。本项目将系统研究计入阻尼因素后周期性结构频散关系分析方法以及阻尼因素对周期性隔震基础滤波特性的影响。研究内容主要包括：1）考虑阻尼因素，寻求周期性结构频散关系的求解方法，建立周期性结构滤波特性与耗能特性简化分析模型；2）研究有限周期性结构的能量流动特性，揭示滤波衰减作用和耗能衰减作用的影响机理；3）针对不同地震动、上部结构特性等因素，研究阻尼对周期性隔震基础滤波特性的影响，提出考虑阻尼后周期性隔震基础的简化设计方法。通过本项目研究，可望给出计及阻尼时周期性结构频散关系的有效求解方法，揭示材料阻尼对周期性隔震基础滤波特性的影响，进而丰富和完善周期性隔震基础的计算理论和设计方法。