烤燃作用下的HMX单晶各向异性力学响应及相变

为研究奥克托今(HMX)单晶的固态相变对变形的影响, 在考虑非线弹性和位错理论的晶体塑性本构基础上, 发展了考虑温度相关相变的晶体塑性本构(β→δ相变)。利用有限元计算程序ABAQUS和子程序的软件代码VUMAT, 模拟了相变在烤燃下的演变过程。结果表明, 相变是可逆的, 但是路径却不同。当晶体从δ相变为β相时, 样品中有残余应力和应变产生。此外, 当发生β→δ相变时, 会有裂纹产生, 并且裂纹不会消失。温度均匀化有利于发生相变, 且相变的传播与温度的传播一致。β→δ相变会导致体积的膨胀, 且由于δ相的热膨胀系数比β相大, 相变后体积膨胀会更快, 因此会导致内应力的快速增大, 从而启动滑移系。由于HMX单晶的各向异性热膨胀, 相变后晶体在第三主方向上更容易生成裂纹, 从而容易形成热点, 因此β→δ相变会导致HMX晶体在烤燃下更加敏感