摘要：微孔洞显著地影响着脆性材料的冲击响应，理解其介观演化机制和宏观响应规律将使微孔洞有利于而无害于脆性材料的工程应用。通过建立能够准确表现材料弹性性质和断裂演化的格点-弹簧模型，本文揭示了孔洞的演化对于脆性材料的影响。冲击下孔洞导致的塌缩变形和从孔洞发射的剪切裂纹所导致的滑移变形产生了显著的应力松弛，并调制了冲击波的传播。在多孔脆性材料中，冲击波逐渐展宽为弹性波和变形波。变形波在宏观上类似于延性金属材料的塑性波，在介观上对应于塌缩变形和滑移变形过程。样品中的气孔率决定了脆性材料的弹性极限，气孔率和冲击应力共同影响着变形波的传播速度和冲击终态的应力幅值。含微孔洞脆性材料在冲击波复杂加载实验、功能材料失效的预防、建筑物防护等方面具有潜在的应用价值。所获得的冲击响应规律有助于针对特定应用优化设计脆性材料的冲击响应和动态力学性能。

关键词：微孔洞 脆性材料 冲击响应 演化机制 

单位：四川大学物理学院 教育部辐射物理技术重点实验室 成都610064 中国工程物理研究院流体物理研究所 冲击波物理与爆轰物理实验室 绵阳621900