刘军 王裴 孙致远 张凤国 何安民

(北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094)

受高压冲击后金属内激波在金属-气体界面卸载, 当金属熔化后形成微层裂现象.微层裂发展到一定程度后, 高压气体透过接触面向金属熔化液滴间零压真空缝隙渗透.本文就气体渗入金属微层裂区的现象进行了相关理论分析研究.基于金属液滴的正六面体周期性排布, 采用准静态和半动态分析方法, 近似分析了气体渗入微层裂区的现象, 得到了气体渗入通道封闭时间、最大渗入深度、单位面积渗入气体质量等近似公式.由敏感性分析看到, 理论分析给出的物理现象变化规律符合该问题中的基本物理认识.

1 引 言

金属受冲击后在金属外界面反射稀疏波, 会由外界面向内形成层裂、微层裂现象.若冲击压力较低、金属处于固相则会发生层断裂现象, 层裂区头部向内会形成具有一定厚度的层裂片(见图1(a)),国内外学者已在此方面开展了大量实验、理论、模拟等研究工作[1−4].若冲击压力较高, 金属发生(冲击或卸载)熔化现象, 经历一定时间演化后会在外界面向内形成由熔化液滴组成的低密度金属微层裂区(参见图1(b)), 即为金属微层裂现象[5−14].这里需要指出的是, 金属微层裂现象与受冲击后金属表面向外形成的物质喷射、微喷射现象[8, 15, 16]是不同的, 金属微层裂可理解为熔化金属受拉伸后由外表面向内的层裂现象.

金属的微层裂现象最早由Andriot 等[6]于1983年发现.2003 年Holtkamp 等……