研究金属材料在强动载荷作用下处于高温、高压、高应变率状态时的流体弹塑性响应特性。用理论、实验和数值模拟相结合的方法,寻求典型金属的高精度高压物态方程、动态本构关系、加载和卸载时动态损伤和破坏的宏、细观描述,以及块体非晶态金属材料的动态变形与破坏。建立适用的物理模型和数值方法,用于军品和民品在极端条件下的动力学问题。
重点考察了韧性金属材料LY12铝受到强冲击加载和卸载时的动力学特性。建立了一种利用激光速度干涉方法(VISAR)同时测量粒子速度剖面和卸载波速度的实验方法,将沿着卸载路径的声速与粒子速度剖面联系起来,对金属材料的卸载路径计算和高压本构关系研究有重要意义。依据实验测量的纵波和体波声速计算了LY12铝在20-131GPa冲击加载下的剪切模量。结果表明,传统Steinberg本构关系在较高压力下显著偏离实验结果。本研究提出了新的剪切模量方程,新与实验相互符合。根据卸载时弹-塑性波剖面结构的特点引入了"准弹性"卸载和"有效剪切模量"的概念,建立了描写准弹性的方法和测量有效剪切模量的实验方法。实验结果表明Steinberg本构关系不能用于卸载过程计算。不能用加载本构代替卸载本构,因而卸载本构将成为冲击动力学研究的一项重要内容。改进了双屈服面方法测量高压下的屈服强度的实验技术,获得了LY12铝载20和32GPa冲击压力下的屈服强度。研制成功一种全光纤激光位移(速度)干涉技术(DISAR)属于我国原创。打破了长期以来国外对我国的技术封锁和禁运;其技术性能在国际同类技术中达到最好水平。