陈永涛 任国武 汤铁钢 胡海波

(中国工程物理研究院流体物理研究所，绵阳 621900)

(2012年9月7日收到;2013年1月30日收到修改稿)

1 引言

自1914年，Hopkinson利用硝化棉炸药和一定厚度的软钢板进行接触爆轰，在钢板的背面首次观察到高速飞出的裂片，人们对于层裂破坏现象的认识和科学研究已持续了很长时间.经过近一个世纪的研究，对于冲击加载后金属样品保持固体状态的层裂损伤破坏现象目前认识相对比较清楚[1,2].而当冲击加载压力较大，受载金属样品处于熔化或部分熔化状态时，金属样品的层裂损伤破坏现象和形成物理机理将变得极其复杂，即随着材料质点间抗拉伸能力的降低和丧失，由于微尺度不均性的存在，在熔化金属样品不同位置处将形成大量空穴(空化核)，在稀疏波的拉伸作用下空化核开始长大，最终受载金属样品可能呈现表观准连续实则为离散破碎状态的“膨胀变厚”现象(典型图像见图1所示部分熔化状态下Sn样品的熔化破碎现象[3]).该现象与固态层裂极典型的微空洞在特定位置层上的成核、增长、汇聚并最终形成断裂面而其余部分保持完好固体状态的特征图像存在明显差异.

对于与熔化(或部分熔化)相关破碎现象最早由Andriot等于1983年发现[4]，近年来针对武器物理的研究需求，该问题不断得到关注.相关研究进展主要有Holtkamp等采用质子照相和Asay窗诊断测试技术开展的Pb，Sn材料熔化断裂破碎行为研究[3,5];Signor等采用Asay窗、软回收和VISAR等诊断技术……