Page 4 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 第 3 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 46, No. 3
2026 年 3 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Mar., 2026

DOI：10.11883/bzycj-2025-0106

重复冲击载荷下 Al CoCrFeNi 高熵合金的
0.3
动态响应机制与累积损伤效应 *

陈嘉琳 ，李述涛 ，安 明 ，周龙云 ，张 生 ，李镕辛 ，陈叶青 1
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（1. 军事科学院国防工程研究院目标易损性评估国家重点实验室，北京 100036；
2. 东南大学物理学院，江苏 南京 211189）
摘要： 为了揭示高熵合金（high-entropy alloy, HEA）在冲击载荷下的相结构演变、位错分布、能量吸收及冲击累积
效应的变化规律，通过分子动力学模拟，系统探讨了 Al 0.3 CoCrFeNi 高熵合金板在受单次及二次冲击载荷下的动态响应
行为。结果显示，首次冲击下，Al 0.3 CoCrFeNi 高熵合金板的塑性区域相结构演变和能量吸收方式具有显著的冲击速度
依赖性。随着冲击速度的提高，面心立方相结构的比例呈现三阶段下降趋势，而无序化结构则相应增加。在低速
（0.5～1.0 km/s）冲击下，能量主要通过位错网络进行吸收；在中速（1.0～2.0 km/s）冲击下，位错与无序化原子共同吸收
能量；在高速（2.0～3.0 km/s）冲击下，无序化原子主导吸收能量。位错线长度在刚性球 0.5～0.8 km/s 的冲击速度范围
内，随冲击速度的提高呈线性增大，而在更高的速度冲击下，因 HEA 板厚度限制，位错线长度呈下降趋势。应力分析
表明，冲击速度提高时，最大应力与塑性区域边界应力随着冲击速度的提高表现出非线性变化的二次函数关系。二次
冲击下，几何特征方面，Al 0.3 CoCrFeNi 高熵合金板在冲击后形成类梯形的破坏区域，其上坑半径随冲击速度的变化呈
现二次函数关系，二次冲击的最小影响区域也与冲击速度呈现二次函数关系；抗冲击性能方面，随着刚性球首次冲击
速度的提高，其二次冲击后的剩余速度也随之上升，HEA 板材料抵抗冲击性能降低。在距冲击中心 10 nm 处，HEA 板
的弹道极限随首次冲击速度的提高而非线性减小，然而，二次冲击速度的提高会使首次冲击的影响减弱。
关键词： 高熵合金；重复冲击；分子动力学；动态缺陷演化；累积损伤
中图分类号： O347.3 国标学科代码： 13015 文献标志码： A

Dynamic response mechanism and cumulative damage effect of Al CoCrFeNi
0.3
high-entropy alloy under repeated impact loading

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CHEN Jialin , LI Shutao , AN Ming , ZHOU Longyun , ZHANG Sheng , LI Rongxin , CHEN Yeqing 1
（1. State Key Laboratory of Target Vulnerability Assessment, Institute of Defense Engineering,
AMS, PLA, Beijing 100036, China;
2. School of Physics, Southeast University, Nanjing 211189, Jiangsu, China）
Abstract: To investigate the evolution of phase structure, dislocation distribution, energy absorption capacity, and impact
accumulation effect of high-entropy alloys (HEA) under shock loading, molecular dynamics simulations were employed to
systematically analyze the dynamic response behavior of Al CoCrFeNi HEA plate subjected to single and secondary impact
0.3
load. The results show that under the first impact, the phase structure evolution and energy absorption mode of the plastic
region of Al CoCrFeNi HEA plate exhibits significant velocity dependence. As the velocity increases, the proportion of face-
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centered cubic structure shows a three-stage downward trend, while the disordered structure increases accordingly. Under low
velocity impact (0.5－1.0 km/s), energy is mainly absorbed by dislocation network; at medium velocity impact (1.0－
2.0 km/s), both dislocations and disordered atoms contribute; under high velocity impact (2.0－3.0 km/s), disordered atoms
dominate energy absorption. Within the velocity range of 0.5－0.8 km/s of the rigid sphere, the dislocation line length

* 收稿日期： 2025-04-07；修回日期： 2025-05-22
第一作者： 陈嘉琳（1997－ ），男，博士，工程师，cjl0321@yeah.net
通信作者： 李述涛（1984－ ），男，博士，高级工程师，list16@tsinghua.org.cn

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