高应变率加载下,延性金属材料内部会经历损伤的成核、长大和贯通的演化过程,深入认识这种损伤演化的物理机制,获取材料在高应变率载荷作用下的动态响应特性从17世纪至今就一直被人们关注着,并建立了比较系统的断裂和损伤演化理论。尽管目前对延性金属材料动态损伤演化的研究已日趋全面和深入,且在理论、实验和数值模拟三个方面都取得了一定的进展,但目前仍然不能通过现有的理论模型对已知材料在何时何地发生断裂进行准确预测。解决这一问题还需要进行更加全面深入地研究,包括实验实时测试分析、回收样品后期表征和理论数值计算,其中实时测试分析主要是通过对冲击加载中得到的样品自由面速度波剖面进分析获得与损伤相关的信息。材料的动态压缩曲线对材料的动态损伤演化行为的研究有着重要的影响。通过分析自由面速度剖面曲线,可以获得相应的层裂强度以及材料的损伤演化过程等信息。应力或粒子速度直接测量技术的发展使很多新材料的应变率相关力学响应现象得到了新的认识,对材料损伤演化过程的研究具有十分重要的意义。本文以高纯铝(99.999%)轧制棒材作为实验材料,沿不同切割方向得到样品,通过一级轻气炮加载技术,进行一维平面冲击波加载实验,使用多普勒探针测量系统(DPS)测量技术,通过示波器得到幅值信号并通过设计程序对其进行处理,得到其自由面速度剖面曲线,详细分析了高纯铝的损伤演化特征。论文的主要工作内容和创新点总结如下：1.利用平板撞击方式,对高纯铝样品进行动态冲击加载实验。实验中在同一根高纯铝棒材上沿三种不同切向获得实验样品,保证样品的厚度相同,并且在同组实验中保持飞片撞击速度基本不变。通过多普勒探针测量系统(DPS)实时测量样品的自由面速度剖面曲线。2.通过Matlab对得到的初始曲线进行处理,得到最终所需要的样品自由面速度剖面曲线。并从曲线中分析材料微结构对其强度影响。高速撞击下,不同切向的样品在动态冲击实验中获得的自由面速度剖面曲线的趋势没有影响,三种切向的曲线没有差异,三者的曲线几乎重合；低速撞击下,不同切向的样品在动态冲击实验中获得的自由面速度剖面曲线差异较大。由此说明,在材料的动态损伤中,材料微观结构的差异在冲击压力达到某一个值时,已经在动态损伤演化中不起主导作用了。3.本文通过对多普勒探针测量系统测量到的信号进行信号处理,使用Matlab作为处理软件,通过Matlab GUI界面设计了一个可以执行的信号处理软件,实现了将动态冲击加载实验中测得的信号转换为自由面速度剖面曲线的功能。在使用DPS进行高速测量时,可以得到高质量的物理图像和高精度的速度剖面数据。然而通过DPS直接测得的并不是自由面速度剖面曲线,因此可以通过matlab和c++相结合的方法来设计一个信号处理软件。通过matlab将示波器所得位移与时间的信号转换为粒子速度的变化曲线,并对转换后的数据进行曲线拟合,可以得到更多有效的数据点。通过Mat lab GUI界面加入matlab信号处理程序形成一个可视化的软件。最终实现一个对所得DPS信号进行处理,并有对信号增强的功能,以及显示信号关键点的功能性软件。