Page 14 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 陈嘉琳，等： 重复冲击载荷下Al 0.3 CoCrFeNi高熵合金的动态响应机制与累积损伤效应 第 3 期

25 Stress/GPa
20.00
20 18.75
17.50
15 16.25
t/ps 15.00
10
13.75
12.50
5
11.25
0 10.00
0.8 0.6 0.4 0.2 0 −0.2 2 4 6 8 10 12
−1
v/(km·s ) S/nm
图 11 受初始速度为 0.7 km/s 的刚性球冲击过程中 HEA 板撞击区域内的应力随时间的变化图谱
以及刚性球的速度随时间的变化
Fig. 11 Graph of stress variation over time in the HEA plate impact area during the impact process of a rigid sphere
with an initial velocity of 0.7 km/s, as well as the variation of the velocity of the rigid sphere over time

Stress/GPa

30 20.00
18.75
17.50
20 16.25
t/ps 15.00

13.75
10
12.50
11.25
0 10.00
1.0 0.5 0 0 2 4 6 8 10 12 14
v/(km·s ) S/nm
−1
图 12 受初始速度为 1.0 km/s 的刚性球冲击过程中 HEA 板撞击区域内的应力随时间的变化图谱
以及刚性球的速度随时间的变化
Fig. 12 Graph of stress variation over time in the HEA plate impact area during the impact process of a rigid sphere with an initial
velocity of 1.0 km/s, as well as the variation of the velocity of the rigid sphere over time

图 11～13 中的灰色区域表示在刚性球冲击过程中，HEA 靶板监测点未受冲击波影响的空间，即冲
击波尚未传播到的区域或已穿透的区域。例如，在冲击开始时（0 ps），刚性球刚刚接触 HEA 靶板，冲击
波开始传播，此时仅在原始靶板厚度方向的 0～10 nm 范围内显示有应力分布，灰色区域则表示冲击波未
到达的空间；至 5 ps 时，刚性球的撞击导致 HEA 靶板在厚度方向产生位移，监测点位置随之移动，因此，
HEA 板的应力分布空间扩展至新的区域，灰色区域范围也相应发生变化。
从图 11～13 可以看出，应力波在 HEA 板中的传播速度极高，且应力分布呈现高应力波和低应力波
2 种形式，高应力波的应力上限约为 20 GPa，而低应力波的应力下限约为 10 GPa。这表明 HEA 板在冲击
下迅速形成高应力和低应力区域。如图 11 所示，在较低的冲击速度 0.7 km/s 下，应力波传播速度相对较
高，高应力区在短时间内局限于冲击点附近。随着时间的推移，中间应力区域逐渐拓宽。这是由于刚性
球速度降低导致高应力区的应力衰减，同时弹性波快速传播促使中间应力区域扩展。速度升至 1.0 km/s
时，如图 12 所示，应力波传播的速度和范围显著提升，高应力区的持续时间更长，作用范围也更广，反映
冲击能量的传递效率提高。在 2.0 km/s 的冲击速度下，应力变化图谱显示更显著的特征，高应力区的持

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