流体弹塑性体

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liuti tansuxingti 流体弹塑性体 hydro-elasto-plastic body    兼有流体性质和弹塑性或粘弹塑性固体性质的连续介质。在爆炸条件下，要把通常的固体当作流体弹塑性体,因为在高压、瞬时、大变形过程中,介质的流动应力在某些部位远小于惯性力(和压力)，因而其行为接近于流体。下表列出在几种典型情况下,特征流动应力，特征压力（或特征动压[343-7]），其中 为介质的特征密度，为质点的特征速度）和它们的比值,同时反映出流体弹塑性体的主要应用。表[几种典型情况下、和/]、和/" class=image>[的值]中所列为特征物理量，/为无量纲参量,其数值表征问题的性质。例如在破甲弹的射流侵彻问题中，如果/≤6×10,则可把金属射流和靶板看成流体。又如在地下核爆炸（见地下爆炸）中，由于/很小,在运动的初期,或在冲击波（即激波）还没有远离空腔壁时,可以把岩石当作流体，但在运动的后期或在远离空腔壁的地方，不能把岩石当作流体。    与普通的流体和弹塑性体相比，流体弹塑性体的运动有以下特点：①在运动过程中，流动应力所作的功使介质的温度显著升高。由于温升引起压力和密度的变化，使流体弹塑性流动成为剪切变形和体积变形相耦合、机械效应和热效应相耦合的运动。②温度、压力和应变率往往对介质流动应力发生影响。    流体弹塑性体运动有以下表现：    ①剪切流或分层（界面）流的不稳定性  图1a[金属板焊接面上的波纹和熔化区  a 金属板焊接面上的波纹][]示明用爆炸焊接方法焊接的两个金属板焊接面上的波纹。实验表明,两块板的碰撞速度愈大或炸药量愈大,波纹的幅度就愈大。继续增大碰撞速度，波幅虽逐渐趋于定值，但在波峰和波谷出现熔化区（图1b[金属板焊接面上的波纹和熔化区  b波纹上的熔化区]）。图2[一般粘性流体绕圆柱流动形成的尾涡]是一般粘性流体绕圆柱流动形成的尾涡。可以看出，图1b[金属板焊接面上的波纹和熔化区  b波纹上的熔化区]和图2[一般粘性流体绕圆柱流动形成的尾涡]中的两个图案很相似：分界面上都有波纹，波形在几何上几乎一一对应，这是因为两者有共同的流体运动特征。但它们又有重要的区别：粘性流的控制参数是雷诺数，不具有几何相似的性质，而爆炸焊接的相应参数是/2，具有几何相似的性质。另外，在爆炸焊接的高压区，介质的流体行为占优势。在那里，由于流动的不稳定而产生波纹，但在离开高压区后，固体的性质逐步取代流体的性质，已形成的波纹随即被冻结。在流体中，冻结过程是不可能发生的。    ②热塑不稳定性  固体（特别是金属）的流动应力具有下述一般特性,即流动应力随温度的升高而降低,随剪应变、应变率和压力的增加而增加。同时，在塑性流动中所有消耗的机械能绝大部分都变为热能，表现为温度的升高。因此，在流体弹塑性体中可出现这样的情况：局部区域发生塑性变形，使该处温度升高并导致材料的软化。这样，形成一种不稳定的局面，愈先发生塑性变形的区域，愈容易变形，从而在流体弹塑性体中形成厚度很薄但变形很大的区域。图3[ 穿甲弹坑绝热剪切带]是在高速碰撞和爆炸焊接条件下材料的金相照片。图[穿甲弹坑绝热剪切带]上的变形区，称为热塑不稳定层或绝热剪切带，厚度通常只有十微米或几十微米。在碳钢中，这个区域由马氏体细小晶粒组成，这是因为在变形后期，两侧处于低温的金属依靠   本文共分 [1] 页

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