梯度密度黏弹性材料的波传播研究*

李 毅，苗春贺，徐松林,2，张金咏，王鹏飞

（1. 中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室，安徽 合肥 230027；2. 中国地震局地震预测研究所高压物理与地震科技联合实验室，北京 100036；3. 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室，湖北 武汉 430070）

超结构/材料是解决复杂防护效应问题的关键之一，是一种微观异构、宏观连续的介质，表现出一些特别优异的功能和物理力学性质，例如同时兼具高强度和高韧性，在高技术领域，已经形成了分类众多的工艺和产品。梯度密度材料是近几年制作工艺逐渐成熟的一种超结构/材料，形成了生物功能梯度材料、光学功能梯度材料等，并逐渐在多种领域得到了应用。由于这种介质含有大量的多尺度的细微观结构，这些细微观结构会使得应力波产生波形弥散和衰减现象[1-2]，其宏观响应均具有一定的黏弹性特征。研究冲击载荷作用下这种梯度材料的黏弹性响应特征，有助于揭示介质的细微观结构对应力波传播的影响规律，为材料的优化设计提供依据。本文中将结合分离式霍普金森压杆(SHPB)实验技术对梯度密度黏弹性材料的冲击响应进行研究。

SHPB 技术广泛应用于测量材料动态力学特性[3]。Zhao 等[4]给出了采用黏弹性波导杆时确定试件动态本构关系的方法，Bacon[5]、王宝珍等[6]采用传播系数法较系统地分析了黏弹性试件中波传播过程中的弥散和衰减规律，以及动态本构关系的测试方法；朱珏等[7]分析了试件中传播的黏弹性波对SHPB 实验过程中应力均匀性等因素的影响规律。……