Ces dernières années, avec l'application généralisée des matériaux céramiques avancés dans des domaines tels que l'aérospatiale, la défense nationale et l'industrie militaire, les caractéristiques de réponse dynamique decéramiques d'alumineL'étude des matériaux soumis à des charges à vitesse de déformation élevée est devenue un sujet de recherche majeur. Afin de mettre en évidence la corrélation entre leur comportement mécanique et la vitesse de déformation, des équipes de recherche scientifiques, tant nationales qu'internationales, ont mené des études systématiques grâce à des méthodes expérimentales innovantes. Les technologies d'essai et les applications qui en découlent ont suscité un vif intérêt.
En matière de technologie d'essais dynamiques, la barre de Hopkinson divisée (SHPB) est devenue un outil essentiel, capable de simuler des conditions de chargement complexes, allant du quasi-statique aux vitesses de déformation élevées. En combinant la photographie ultra-rapide et l'analyse par corrélation d'images numériques (DIC), les chercheurs ont pu capturer en temps réel l'évolution du champ de déformation interne des matériaux et observer les variations de la vitesse et du trajet de propagation des fissures en fonction de la vitesse de déformation. Par exemple, sous une charge combinée de compression et de cisaillement, la résistance équivalente decéramiques d'alumineelle diminue significativement à mesure que l'angle de cisaillement augmente, et il existe une corrélation positive entre la vitesse de propagation de la fissure et le taux de déformation, révélant le mécanisme d'influence de la localisation de la déformation de cisaillement sur la rupture du matériau.
De plus, la technologie expérimentale de compression par choc a également été appliquée à la recherche sur des environnements à taux de déformation extrêmement élevés. Grâce à la conception d'ondes de choc planes et aux essais réalisés avec le VISAR (Système d'interféromètre de vitesse pour réflecteur quelconque), les scientifiques ont analysé les caractéristiques de rupture dynamique decéramiques d'aluminesous des conditions de déformation unidimensionnelles, fournissant une base expérimentale pour comprendre sa limite élastique d'Hugoniot et la propagation des ondes de rupture sous choc à haute pression.
Il convient de noter que la sensibilité à la vitesse de déformation présente des différences significatives selon les modes de chargement. Des études ont montré que la résistance à la compression des céramiques d'alumine est plus dépendante de la vitesse de déformation que leur résistance à la traction. Cette différence est étroitement liée à la transition du mode de propagation des fissures (fracture transgranulaire et fracture intergranulaire). Sous chargement quasi-statique, la fracture intergranulaire est prédominante, tandis que sous chargement dynamique, la fracture transgranulaire est plus susceptible de se produire. Cette caractéristique de réponse de la microstructure constitue une référence importante pour la conception des matériaux.
À l'avenir, grâce à une intégration plus poussée des technologies de caractérisation multi-échelles et des modèles de calcul, la recherche sur l'effet de la vitesse de déformation des céramiques d'alumine stimulera davantage l'innovation dans des applications telles que la protection anti-impact et les équipements à haute énergie.
