第23卷第1期高压物理学报Vol.23,No.12009年2月CHINESEJOURNALOFHIGHPRESSUREPHYSICSFeb..2009・・-'e.，，，・・■・-・■・・——・_=——=—.二-一.■:■.二=■=二=■一一:=文章编号：1000~5773(2009)01-0001-08关于自由面速度剖面解读层裂问题的几点商榷.贺红亮(中国工程物理研究院流体物理研究所，冲击波物理与爆妾物理国防科技械点实验室，四川绵阳621900)摘要：基于对层裂间题的理解和相关文献，就自由面速度剖面解读层裂问题的局限性提出了一些看法。指出：自由面速度割面测量给出的层裂破坏过程是间接信息，而不是直接信息，用它确定的理论模型和数值模拟参数，也许并没有其实地反映层裂过程的物理本质；层裂强度常被人们用来表征材料在高应变率下的抗拉伸能力，但是在目前的层裂强度计算公式中没有考虑损伤介质对波剖面传播的影响，使得计算结果明显偏低；传统的单点测量得到的结果有很大的局限性，对于层裂间题，采用概率评估或者置信度评估，也许更符合真实情况。建议：为了全面真实地评价层裂问题中的物理、力学过程，应该加快发展更多的实验探测和诊断技术，尤其是对内部损伤状态的观测。关键词：层裂；损伤；自由面速度剖面中图分类号：0347.3文献标识码：A1引言强冲击载荷作用下延性金属材料的拉伸型损伤与力学失效是许多工程技术领域中的重要科学问题，层裂(Spallation)是这类问题的一种典型破坏现象。关于金属材料的层裂研究,Meyers和Aimone⑴对1983年以前的主要研究结果有比较系统的总结和综述，Curran等人⑵也从细观角度对材料层裂破坏现象的实验和理论进行了归纳。层裂现象在20世纪初由Hopkinson提出，二次世界大战后，由于军事需求的驱动，层裂破坏研究迅速发展。几十年来，在相关的实验技术、理论建模和数值模拟研究等方面，都获得了长足进展。目前，基于新材料和新的应用领域，层裂研究也正面临新的发展机遇。早期的研究，由于缺乏精密的实验诊断方法和理论分析，针对层裂破坏研究提出了许多经验准则，例如:最大拉伸应力判据⑶、应力梯度准则⑷、以及积分准则⑸等。从20世纪70年代开始，在层裂研究中提出了损伤演化的概念⑹。这种观念上的变化标志着人们扬弃了传统的经验准则，开启了以物理过程为基础的损伤演化研究,是层裂认识上的重要突破。基于损伤演化的观点，层裂是由于材料内部的微损伤成核、长大以及贯通，最后导致材料发生灾变式断裂的一种物理、力学过程。在Curran、Seaman和Shockey的NAG(NucleationandGrowth)模型⑵的基础上，人们将微观损伤统计以及细观断裂力学等理论应用于层裂研究(例如：文献［7-8］),极大地深化了对层裂问题物理本质的认识。最近.Strachan等人⑴和Seppala等人卧⑴通过分子动力学模拟研究，揭示出延性金属拉伸型动态断裂的损伤发展具有一定的临界行为，即材料内部微损伤的成核、长大是在演化发展到一定临界值以后，才出现灾变式断裂。王永刚等人［购幻将分子动力学模拟提出的临界损伤断裂的概念发展并应用于描述宏观样品的层裂破坏・收稿日期:2008-07-27；修回日期：2009-01-05基金项目：国防科技重点实验室基金(914OC67O1O1O7O1),中国工程物理研究院科学技术基金篦点项目(2007A01004)服国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院NSAF联合基金(10876014)作者简介：贺红亮(1963-),男，研究员，博士生导师，主要研究方向为高压材料科学与力学.E-mail：honglianghe@263.net实验，据此引入了两个损伤特征物理量，即：聚集临界损伤度（D。和断裂临界损伤度（DD，分别表征微孔洞之间发生聚集的临界点和微孔洞聚集后期诱发灾变式断裂时的临界点。通过实验与数值模拟，初步验证了可以将上述两个特征临界损伤度视为一种用于表征材料拉伸型动态断裂性质的材料物性常数。理论上的认识和发展得益于近年来实验测试技术的进步，其中V1SAR（激光速度干涉仪）技术起到了重要的作用。目前利用VISAR测量冲击加载试件的自由面速度剖面来获取层裂破坏的过程信息，已经成为人们研究层裂问题的一项重要实验手段，在国内外许多实验室甚至成为研究层裂问题的标准方法，检验和判断理论模型或数值模拟的结果，都是基于与自由面速度波剖面的比较。毋庸...