液氘在高压下有丰富的电学光学性质。利用反射率和相对介电函数关系并从广义极化角度出发初步建立了计算低Z材料电导率的简易模型; 在神光-Ⅱ装置上利用第九路激光冲击加载液氘材料并测量了其在强激光冲击下的高压状态参数和反射率。结合上述理论模型和实验, 研究了高压下液氘的电离度和电导率。结果表明, 液氘在约70 GPa时的电导率约为2.87×105 (Ω·m)-1, 已呈现出较为明显的金属电导特性。显然, 冲击加载下液氘从绝缘分子态开始电离并向金属氘转变发生在更低的压强。

利用神光Ⅱ装置上搭建的用于激光冲击波实验的温度诊断系统(该系统包括高时空分辨的扫描高温计和谱时分辨的扫描高温计)，以强激光加载铝材料冲击温度的测量，获得了铝材料冲击高温辐射发光谱的高时空分辨信号图像，结合灰体辐射理论模型，计算得到了冲击波速度19.06 km/s时铝材料的冲击温度达2.95 eV，该温度与SESAME库中冲击温度接近。研究结果表明采用该测温系统能够有效诊断金属材料的冲击温度，为后续进一步获取金属材料冲击温度数据奠定了基础。

采用ABAQUS有限元仿真软件对激光加载L2铝板材高速成形进行数值模拟，研究了单脉冲激光冲击下成形的瞬态响应过程，获得了激光加载冲击成形过程中位移、速度、应变及应变率等特征量的变化特点.模拟表明，冲击后靶材中心区域发生明显塑性变形，变形截面呈锥形.高速成形过程中，金属板材首先发生振荡幅度非常大的快速弹性变形，其后进入减幅振荡直至静态，激光冲击成形时间在毫秒量级.板材不同节点的位移变化趋势相同，靠近中心区域位移大，边界区域位移小.成形中板材的中心区域速度最大达3 700 m/s，变形过程前2 μs内应变率急剧变化，最大达104~105 s－1量级.

基于Grady能量破坏准则,结合固体动态断裂碎块尺寸分布规律研究结果,提出了材料微层裂破碎颗粒质量分布改进模型,并对强激光加载下锡的熔化破碎实验进行了理论计算。研究显示,理论计算的锡的微层裂破碎颗粒分布数随直径变化规律与实验结果一致,模型进一步改进需考虑应变率变化等更多综合因素影响。

利用分子动力学模拟研究了完美单晶铁以及含不同尺寸孔洞的单晶铁相变过程,分析了孔洞尺寸对相变过程的影响。模拟结果表明:孔洞的存在降低了相变的阈值应力,加速了相变区域成核速率和相变传播速率;随着孔洞直径的增大,相变的阈值应力逐渐降低;孔洞也改变了相变的初始成核区域,使相变区域呈现出一个蝴蝶状的形貌;孔洞反射的稀疏波对相变成核区域的影响随孔洞体积增大而增大,导致孔洞周围出现大量的无序结构原子;孔洞体积对相变的影响也体现在了粒子速度空间分布上,压缩过程中孔洞周围出现的大量“热点”导致了更低的粒子速度空间分布。

采用改进的损伤度函数模型,该模型将材料损伤断裂看作为一种典型的逾渗过程,根据逾渗临界准则,采用应力松弛函数来描述损伤后期微损伤之间的连通效应,考虑了损伤对材料本构的影响,对纯铝在强激光辐照下的动态力学响应和层裂破实验进行了数值模拟.通过高斯分布激光脉冲压力加载,计算分析了激光与样品相互作用.计算结果表明:损伤演化明显地改变了材料力学响应以及样品中波传播特性,计算较精确地再现了实测自由面速度随时间的变化过程.根据计算结果分析了损伤演化过程,485 μm厚样品中损伤的分布主要集中在距离样品后界面100 μm 范围内,具有明显的损伤局部化特征,最大损伤值为11.2%.

采用速度干涉(VISAR)测试技术,对强激光辐照下纯铝的动态力学响应和层裂特性进行了实验测量和分析.样品厚度分别为200 μm 和485 μm,激光脉冲的半高宽约为10 ns,功率密度变化范围为10¹⁰～10¹¹ W·cm^-2.实测了样品自由面速度波形,反映了强激光加载作用下材料损伤演化过程以及损伤对材料动态响应的影响.计算得到了冲击波强度(2.0～13.4 GPa) 和不同拉伸应变率下铝的层裂强度(1.6～2.3 GPa).在所采用的实验条件和1维近似下,激光辐照产生的冲击波强度与激光功率密度之间成线性关系.最后讨论了层裂强度与拉伸应变率之间的关系,显示层裂强度随着拉伸应变率的增加而增大.