[发明专利]以动态拉伸应力幅值为变量的实验方法及冲击实验装置

权利要求书

1.一种以动态拉伸应力幅值为变量的实验方法，其特征在于，包括：

S1.制备多个样品靶，多个所述样品靶的材质和厚度均相同；

S2.制备多个飞片组，每个飞片组包括第一飞片层和用于与样品靶碰撞的第二飞片层，所述第一飞片层与所述第二飞片层贴合，所述第一飞片层的阻抗小于所述第二飞片层的阻抗，多个飞片组的第一飞片层的阻抗互不相同，多个飞片组的第二飞片层的厚度、材质均相同；

S3.每个飞片组与一个样品靶对应，构成一个冲击实验组；

S4.对每个冲击实验组进行碰撞实验，用每个冲击实验组中的飞片组撞击对应的样品靶，多个冲击实验组中的飞片组均以相同的碰撞速度撞击对应的样品靶。

2.根据权利要求1所述的以动态拉伸应力幅值为变量的实验方法，其特征在于，每个冲击实验组中的第一飞片层的厚度与第一飞片层的平均声速之比的两倍大于对应的样品靶的厚度与样品靶的平均声速之比。

3.根据权利要求1所述的以动态拉伸应力幅值为变量的实验方法，其特征在于，所述S2包括，第一飞片层的阻抗差值与密度差值成线性关系，结合公式

其中，ΔP为拉伸应力幅值的变化值，

ρ₁为不同第一飞片层的密度，

C₁为平均声速，

u₁为飞片撞击样品的速度，

利用第一飞片层的阻抗的差值对拉伸应力幅值的变化区间进行预估，从而通过选择不同的第一飞片层的阻抗的差值来对拉伸应力幅值的变化区间进行控制。

4.根据权利要求1所述的以动态拉伸应力幅值为变量的实验方法，其特征在于，每个冲击实验组的第二飞片层与样品靶的材料相同。

5.根据权利要求1所述的以动态拉伸应力幅值为变量的实验方法，其特征在于，所述以动态拉伸应力幅值为变量的实验方法还包括设置对照实验组进行冲击实验，所述对照实验组包括对照飞片和对照样品靶，所述对照飞片与每个冲击实验组的第二飞片层的厚度和材料均相同，所述对照样品靶和所述样品靶的厚度和材料均相同，所述对照飞片的速度与每个冲击实验组进行冲击实验时飞片的速度均相同。

6.根据权利要求1所述的以动态拉伸应力幅值为变量的实验方法，其特征在于，S2还包括，根据每个所述样品靶中的拉伸应力持续时间与厚度的对应公式

其中，t为拉伸应力持续时间，

h为样品靶的厚度，

C为样品靶材料的平均声速，

确定相应的样品靶中的拉伸应力持续时间。

7.根据权利要求1所述的以动态拉伸应力幅值为变量的实验方法，其特征在于，S4之后包括记录样品靶的冲击波速度及冲击波后粒子速度，利用公式P≈ρ₀Du

其中，P为拉伸应力幅值，

ρ₀为材料的零压密度，

D为冲击波速度，D＝C₀+λu，C₀为材料的零压声速，λ为材料的状态参数，

u为冲击波后粒子速度，

计算出冲击实验组的样品靶的拉伸应力幅值，

同时对样品靶软回收，通过样品靶表征技术，获得样品损伤程度、微结构和断裂特征信息，将每个冲击实验组的数据分别记录，比对分析，得出不同拉伸应力幅值对于层裂的影响。

8.根据权利要求7所述的以动态拉伸应力幅值为变量的实验方法，其特征在于，S4之后包括利用任意反射面的速度干涉仪记录样品靶的自由面粒子速度在时间上的变化，以时间为横轴，以自由面粒子速度为纵轴，绘制自由面粒子速度-时间图，从图中采集自由面粒子速度的最大值与第一个极小值的差值记为Δu，采集自由面粒子速度的最大值到第一个极小值所经历的时间记为Δt，通过公式

其中为拉伸应变率，

c_b为材料体波声速，

Δu为自由面粒子速度的最大值与第一个极小值的差值，

Δt为Δu段所经历的时间，

计算出不同样品靶的拉伸应变率。