1 、高应变率一维应力及纯剪加载下材料的本构关系研究 1 ）论述了一维应力及纯剪试验引出的弹性本构关系。指出，在线弹性范围内，由一维应力试验确定了材料的基本特性参数E、υ后，一维应变冲击试验的弹性响应部分，包括平面冲击波试验的弹性先驱部分完全可以预计。 2 ）论述了高应变率一维应力及纯剪试验引出的塑性及粘塑性本构关系。戴维斯等人依据准静态薄壁圆筒试验结果提出了所谓的“单一曲线假定”。这种“单一曲线假定”把简单加载下复杂应力状态的应力－应变曲线和一维应力－应变曲线联系起来。本文指出，这种“单一曲线假定”有可能推广到高应变率一维应力及纯剪试验，J-C 、B-P 等本构方程可以用来描述SHPB 及高应变率扭转试验结果在一定意义上就说明，“单一曲线假定”可应用于高应变率加载。但是，对于平面冲击波产生的高压、高应变率本构关系未必适用。 3 ）讨论了典型的一维应力冲击试验存在的问题。以镁铝合金的SHPB 试验为例，对于原理的适用性进行了讨论。一方面采用一维有限差分方法对SHPB 试验进行全过程数值模拟，考察SHPB 试验经典分析方程对于高加载率情况的适用性；另一方面把SHPB试验经典分析拟合的试件材料本构关系嵌入SHPB 试验全过程数值模拟，考察数值模拟再现SHPB 试验测得的反射波形及透射波形的可能性。研究表明，对于这种应变率不敏感材料，由SHPB 经典分析估算的应力、应变与数值模拟的试件中的典型差分网格的应力、应变基本一致。然而，试件微元经受的应变率并非常值，甚至有量级之差。因此，如何确定试件经受的“平均应变率”是值得研究的问题。 2 、高应变率一维应变加载下材料的本构关系研究 1 ）从理论上指出，由于高应变率一维应变试验伴有高压，因此，必须研究高压、高应变率状态下材料的本构方程，文中讨论了平板撞击下，材料的屈服强度Y 与应变ε 、压力p 、温度T 的关系函数。揭示，计及应变率的SCG 本构方程其实质是以剪切模量为流动应力的尺度，在此尺度下量度的流动应力具有应变率相关性，也就是说，高压效应与高应变率效应似乎可以分离变量，热力学效应可以通过剪切模量来表达。 2 ）对于利用平板撞击试验，导出试件材料高压、高应变率本构方程的实验方法进行了讨论。分析了平板撞击试验的常用测试方法，依据已有数据，指出在AC 方法中，直接测量的是由VISAR 测试技术得到的自由面粒子速度，需要进一步通过阻抗匹配得到反射波前的粒子速度，通过粒子速度计算压力、应变等参量，这属于间接方法。其精度受到中间各环节的很大影响。因此，探索一种直接测量纵向应力x σ 及横向应力y σ ，进而能直接导出材料屈服强度和剪切应力的方法显得十分重要。文中讨论了用锰铜压阻计测量横向应力时存在的各种问题。 3 ）基于温度效应的新发现，分析了Millett 等对于纯钨及钨合金在冲击压力下的剪应力试验数据，并用SCG 本构方程进行了计算，与实验结果进行了比较。对于纵向应力为13.5 Gpa ，11.8 Gpa ，及9.5 Gpa 的试验而言，由SCG 本构方程估计的屈服强度Y 在2.5 ～2.6 Gpa ，与实验结果比较接近。 3 、高应变率一维应力与一维应变加载下材料的本构关系相关性研究 1 ）论述了强动载荷下本构关系的研究框架。以不计及损伤的Perzyna 本构为例，指出不同应力状态及不同应变率试验对于确定这种本构关系所包含的函数形式的重要性。事实上，本构方程中所包含的函数形式都是某种设定，而压力与温度效应在此本构模型中并没有计及。所以，Perzyna 本构仅仅可能适用于高应变率加载，能否应用于高压、高应变率加载还是问题。指出，由于理论和实验的限制，只能基于等效应变作为状态变量，用标量形式的本构关系代替张量形式的本构关系。 2 ）用J-C 模型和SCG 模型分别计算了钨合金在平板冲击试验下的流动应力，并和实验值比较，考证了两种本构模型的适用性。结果表明，在压力较低（＝14.81GPa ）时J-C模型符合较好，在高压（＝30.22GPa 、92.36GPa ）下SCG 模型能更好的与试验结果一致。 3 ）通过嵌入不同的本构方程（J-C 模型、SCG 模型以及本文提出的尝试性模型），用有限差分方法数值仿真了飞片冲击速度为360 、440 和502 m/s 情况下的钨合金靶中纵向应力与横向应力随时间变化的曲线。