Page 18 - 《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

边界效应相关，导致位错行为更复杂，进而影响最终的位错长度。可知，在 1.0 km/s 的二次冲击下，在距
中 心 点 15 nm 以 内 的 区 域 ， 首 次 冲 击 对 二 次 冲 击 的 位 错 行 为 产 生 显 著 影 响 ； 在 距 中 心 点 15 nm 至
20 nm 之间，存在一个过渡区域，此区域内首次冲击的影响逐渐减弱，但仍存在一定的作用；当距中心点
超过 20 nm 时，二次冲击的位错形态和长度变化完全独立。在此区域内，HEA 板的微观结构演变主要由
二次冲击驱动，位错线的增长和分布不再受首次冲击的制约。
综上，当二次冲击的相结构影响区域与首次冲击的相结构影响区域不存在交叉重叠时，二次冲击将
不受首次冲击的影响。进一步扩展到二次冲击在不同速度下的情况，可通过几何关系分析，确定首次冲
击对二次冲击产生影响的区域半径，如图 19 所示。

d 1 '
d 1

L
θ
h

d 2 '
d 2
图 19 二次冲击不受首次冲击影响的最小距离示意图
Fig. 19 Schematic diagram of the minimum distance where the second impact is unaffected by the first impact

根据前述分析，当 2 次冲击的相结构变化区域完全不重叠时，两区域间不存在相互影响。此时，将
两区域间的距离 L 表达为：
′
L = d 2 /2+d /2 (11)
2
式中：d '和 2 d 与冲击速度相关。
2
从式 (8) 得到了 HEA 板塑性变形半径与刚性球冲击速度的关系，基于该关系，在给定首次冲击速度
v 和二次冲击速度 v 的情况下，可以确定二次冲击不受首次冲击影响的最小距离 L n 为：
2
1
i i mi
2
2
L min = −0.45(v +v )+3.29(v i1 +v i2 )+2h cot θ+5.34 (12)
i2
i1
2
式中：L n 的单位为 nm，v 的单位为 km/s，v 的单位为 km/s，h 的单位为 nm，θ 的单位为 (°)。
1
mi i i
2.2.2 二次冲击的弹道极限
为了进一步探究首次冲击对二次冲击的具
2.2 0 km/s
体影响，对不同速度（0、1.0 和 2.0 km/s）首次冲 1 km/s
2 km/s
击后的 HEA 板，进行二次冲击（2.0、2.5、2.8 和 2.0
3.0 km/s），距首次冲击中心 10 nm 处的剩余速度 1.8
如图 20 所示。 v r /(km·s −1 ) 1.6
图 20 表明，首次冲击对后续二次冲击产生 1.4
了显著影响。具体表现为，随着刚性球首次冲击
1.2
速度的提高，其二次冲击后的剩余速度也相应升 0.4
0
高。这表明，刚性球首次冲击速度越高，HEA 板 2.0 2.5 2.8 3.0
v i2 /(km·s )
−1
抗二次冲击的能力越弱，导致刚性球剩余速度越
高。因为较高速度的首次冲击会对材料的微观 图 20 不同速度二次冲击后距首次冲击中心
结构造成更严重的破坏，从而降低 HEA 板在后 10 nm 处的剩余速度
Fig. 20 Remaining velocity at a distance of 10 nm
续冲击中的能量吸收能力。
from the center of the first impact after secondary
然而，值得注意的是，当刚性球二次冲击速 impact at different velocities

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