活性材料冲击压缩及反应行为模拟方法研究进展

摘要：

近年来,以含能结构材料、含能非晶合金、含能高熵合金等为代表的活性材料受到广泛关注.由于兼具结构强度特性和冲击反应释能特性,活性材料在高效毁伤和防护领域有十分重要的应用前景.其中,活性材料的冲击压缩响应行为及反应释能特性是该类材料设计和应用中关注的重点,研究人员在考虑其冲击反应行为的数值模拟方法上开展了大量的研究工作.本文基于活性材料宏观反应行为受微/细观结构特性控制的特点,从不同时空尺度对活性材料的冲击压缩及反应行为数值模拟方法的研究现状进行了综述,系统梳理了分子动力学模拟、冲击压缩特性细观模拟、冲击反应行为跨尺度模拟、冲击压缩及反应行为宏观尺度模拟方法等 4个方面的研究进展.总结认为,活性材料的冲击压缩动力学响应特性数值模拟及冲击反应特性宏-细观尺度关联机制的研究已取得了较大进展,考虑反应弛豫时间和非自持反应特性的点火模型在宏观尺度数值模拟中得到发展与应用.但是,目前数值模拟中关于反应诱发后活性材料动力学行为的描述主要基于火/炸药等典型含能材料的本构模型,仅能实现对活性材料冲击反应行为的表观呈现,而对活性毁伤元作用过程关键参数的精确预测仍存在一定差距.因此,建立准确描述活性材料撞击点火、反应发展、释能做功过程的全时域理论模型,基于此发展该类材料冲击反应行为高可靠性数值模拟技术,是实现活性材料冲击反应释能特性调控和工程化应用的关注焦点.

关键词：活性材料、冲击诱发化学反应、力-热-化学耦合机制、细观结构、数值模拟方法

所属期刊栏目：43

分类号：O382(爆炸力学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共21页

页码：995-1015