《考慮溫度和複合應力的相變波傳播特性的研究》是依託中國科學技術大學，由唐志平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：考慮溫度和複合應力的相變波傳播特性的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：唐志平
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目從理論和實驗兩方面對熱力耦合作用下相變波的傳播特徵，壓剪聯合載入下相變複合應力波的傳播規律，高級相變波傳播和轉化等問題開展研究，試圖發現相變波傳播中的新現象新規律，探索是否存在相變耦合快慢波現象，弄清溫度和複合應力對相變波傳播的影響和機理，認識各類基本間斷面與溫度界面的相互作用規律、有限相變速率的影響、以及新相強化對相變波傳播特性和波系的影響，將相變波理論從一維純力學相變縱波拓展到考慮熱力耦合、有限相變速率、複合應力和高級相變的高等相變波理論。研究內容屬於衝擊動力學的前沿性關鍵問題，對於跨學科的衝擊相變力學的發展和應力波理論的拓展及其套用，具有重要意義。
結題摘要
本項目採用理論、實驗並輔以數值模擬方法，深入開展了熱、力耦合作用下考慮有限相變速率的相變波傳播規律的理論和實驗研究, 相變複合應力波傳播規律的理論和實驗研究，以及高級相變波傳播規律和轉化等方面的研究，取得了一系列新發現和規律性新認識，主要成果歸納如下：1、建立了新的計及有限相變速率的三維相變熱、力耦合動態本構模型和相變速率演化方程。該本構的創新之處在於計及球量、偏應力張量，溫度以及新相生長域變化的影響，同時還考慮了產熱和應變率的影響，可以更精細的描述衝擊相變行為，模型預測和實驗有很好吻合。2、得到了各種基本間斷面與溫度界面的相互作用規律，溫度線性分布桿中相變波的傳播規律。給出了形成相變梯度材料的條件，以及物質成分分布規律的解析解。3、建立了點式紅外瞬態非接觸測溫系統，解決了衝擊相變過程中的實時測溫關鍵問題。實驗得到了應力波與溫度界面作用的波系演變規律，以及對應的實時溫度變化，驗證了理論分析結果。4、建立了複合應力相變本構和相變複合應力波控制方程，給出了相變耦合快波和耦合慢波的特徵解，在特定區域，發現了傳統彈塑性材料所沒有的新現象。5、在相變材料中推出耦合衝擊波的解析解，並經過獨立的數值模擬的驗證，其物理機制在於新相強化效應。這是一種新突破，具有重要的學術意義和套用價值。6、開展了相變材料在複雜應力路徑下的準靜態和衝擊力學行為的實驗和本構研究，得到了NiTi形狀記憶合金材料在不同速率和載入路徑下的法向和切向曲線。7、對於高級相變波傳播規律的理論研究表明，二級相變相邊界的傳播類似於非線性彈性材料，外場作用下一級和二級相變可能轉化，相變波的傳播規律發生了很大的變化。我們在研究內容中增加了相變材料在複雜應力路徑下的準靜態和衝擊力學行為的實驗和本構研究，以及薄板橫向衝擊下（徑向、周向應力和橫向剪下應力聯合作用，並有二維擴散效應）相變複合應力波傳播的研究。 總的來說，本項目已很好的完成了研究內容，達到了預定的研究目標。
