2005年  19卷  第2期

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研究论文
零温物态方程输入参数B0K、B0K和0K的确定
吴强, 经福谦, 李欣竹
2005, 19(2): 97-104 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.001
摘要:
在对Grneisen系数高温高压下演化特性不作任何假设的前提下,建立了一种不依赖于等温物态方程具体形式,通过Hugoniot实验数据直接确定0 K零压等温体积模量B0K及其对压力的一阶导数B0K和初始密度0K等0 K物态方程输入参数的方法。通过与实验和理论数据的分析和比较,表明用这一方法确定的B0K和B0K不仅合理,而且具有很高的精度,特别是B0K的精度,要优于目前传统超声实验的测量精度。此外,这一方法所确定的0K不仅在Grneisen物态方程的框架内与相应的室温零压特性参数相适配,而且与低温热膨胀实验数据所确定的近0 K初始密度0E非常吻合。
一种新的概念性层裂模型
陈大年, 俞宇颖, 尹志华, 刘国庆, 王焕然, 谢书港
2005, 19(2): 105-112 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.002
摘要:
在重建Cochran-Banner模型的基础上提出了一种新的概念性层裂模型。这种新模型仅保留Cochran-Banner模型中的强度函数,重新定义损伤,并抛弃了基本假设:一旦微损伤形成,使微损伤演化远远易于使固体进一步体积应变,进而修正了差分微元中固体比容的计算。在新的模型中,一旦拉伸应力达到层裂强度,重新定义的损伤将由强度函数确定的应力松弛方程、计及损伤的能量守恒方程、状态方程以及本构方程等一系列封闭方程组确定。新模型中也仅包含两个参数:层裂强度及临界损伤度,它们的确定能使在一定初、边值条件下的层裂试验的数值计算结果与实验测得的靶自由面速度历史或靶-低阻抗界面应力历史以及回收观测的层裂面上的损伤一致。强调指出,选定强度函数或应力松弛方程提供了确定损伤的可能,同时排除了任何外加的损伤演化方程。
Hugoniot实验的粒子速度测量不确定度分析
戴诚达, 王翔, 谭华
2005, 19(2): 113-119 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.003
摘要:
不确定度评定是Hugoniot实验的一项重要工作,针对飞片撞击法和对比法两类主要Hugoniot实验进行了粒子速度的测量不确定度分析。根据直接测量量和间接输入量及其不确定度,用不确定度传递律表述了粒子速度的不确定度,并给出了冲击压强(p)、压缩密度()和压缩比容(v)的评定方法。对于样品和基板为不同材料的非对称碰撞及对比法实验,不确定度评定除A类评定外还应包括B类评定,应考虑用Hugoniot镜像线近似二次冲击绝热线或卸载线而导入的不确定度。在Hugoniot实验中应尽量避免涉及B类评定的其它因素,如同种材料初始密度的显著差异、飞片击靶前的温升等情况。
燃料爆炸抛撒过程的实验研究
郭学永, 惠君明, 解立峰
2005, 19(2): 120-126 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.004
摘要:
通过高速录像对3种量级(5、20、50 kg)FAE装置的静爆实验进行了现场记录,通过对燃料爆炸抛撒形成云雾的成长过程的实时记录结果,把燃料的爆炸抛撒过程分为3个阶段:喷出阶段、过渡阶段和膨胀阶段,其依据是爆炸驱动力和气动阻力的相互作用而导致的云雾径向膨胀速度的变化;对于结构相似的FAE装置,爆炸抛撒各阶段结束时刻及最终的云雾直径与装填燃料量的立方根成正比,说明小型装置可以模拟大型FAE武器;此外对应于不同阶段结束时刻的云雾直径与装置直径的比值分别为5.5、30和45。
无钴合金钢的冲击响应实验研究
桂毓林, 王彦平, 刘仓理, 孙承纬, 张克明
2005, 19(2): 127-131 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.005
摘要:
利用一级轻气炮作为加载手段,研究了无钴合金钢在3~20 GPa压力区间的冲击响应特性。用激光干涉测速VISAR记录了双波结构的自由面速度剖面,并利用常压下的弹性纵波速度近似替代低压冲击下的弹性先驱波速度,确定了无钴合金钢的Hugoniot关系。根据自由面速度反映的层裂信息,给出了无钴合金钢的Hugoniot弹性极限、层裂强度以及层裂片厚度等动态力学参数。
铝球弹丸高速正撞击薄铝板穿孔研究
管公顺, 张伟, 庞宝君, 哈跃
2005, 19(2): 132-138 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.006
摘要:
低地球轨道上的航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击,导致其严重的损伤甚至灾难性的失效。撞击损伤特性研究是航天器防护设计的一个重要问题。通过铝球弹丸超高速正撞击薄铝板的实验研究和数值模拟,证明了AUTODYN-2D软件数值模拟预测薄铝板超高速撞击穿孔直径的有效性。通过对弹丸直径、弹丸撞击速度和薄铝板厚度影响薄铝板超高速撞击穿孔直径的数值模拟,以及利用实验结果和数值模拟结果拟合的曲线,得到了铝球弹丸超高速撞击薄铝板的穿孔规律以及影响薄铝板超高速撞击穿孔直径的主要因素。
一种高聚物粘结炸药和B炸药的本构关系研究
吴会民, 卢芳云
2005, 19(2): 139-144 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.007
摘要:
利用万能材料试验机对一种高聚物粘结炸药(简称PBX炸药)和压装B炸药进行了准静态压缩实验,得到了两种炸药在不同应变率下的应力应变曲线。通过两种炸药在不同应变率下力学性能的研究,建立了两种炸药含应变率效应的本构方程。结果表明,建立的本构方程能较好地描述两种炸药在弹性阶段和强化阶段的力学性能。
爆炸粉末烧结微孔隙塌缩沉能分析
王金相, 李晓杰, 闫鸿浩
2005, 19(2): 145-150 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.008
摘要:
对爆炸粉末烧结过程中颗粒间的结合和沉能机制进行了分析,用反映微孔隙闭合的一维球对称塌缩模型对爆炸粉末烧结后期由微孔隙闭合引起的沉能现象进行了研究。在球对称塌缩一维流动的控制方程中引入传热项的影响,采用刚塑性假设并引入热粘塑性本构关系,利用有限差分法对球壳收缩过程中的温度分布进行了计算。结果表明:热传导的影响随孔隙尺度的变小而变大;球壳收缩过程中其内壁经历了从弹塑性体到流体的转变,其温升远高于其它部位的温升,其它部位较低的温度将对熔化的球心起到低温淬火作用。
强激光辐照下预载柱壳热屈曲失效的数值分析
王吉, 王肖钧, 王峰, 赵凯
2005, 19(2): 151-158 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.009
摘要:
采用有限元方法(ANSYS7.0)和简易的热力耦合本构关系,较系统地数值研究了预载柱壳受激光辐照时的热力响应和热屈曲失效行为,分析了几种壳体在不同预载条件下(轴压或内压)的屈曲模态和屈曲特征值,给出了屈曲模态和热屈曲失效与激光强度、辐照时间、预载条件和壳体几何尺度及形状间的定量或定性关系。计算结果表明:(1)屈曲失效行为主要集中在激光辐照区内且以径向屈曲为主。(2)在一定范围内,屈曲特征值与光斑中心点温度近似有线性关系。(3)激光辐照区内高温引起的材料软化和预载径向变形的耦合作用是柱壳发生热屈曲失效的根本原因,有效提高结构刚度,可使屈曲特征值提高。(4)壳体形状的改变对内压柱壳有更为明显的影响,其中圆柱形壳体屈曲特征值最大,因此具有较高的安全性。
碱卤化合物和MgO的离子间距压强关系分析
刘泉, 陈立溁
2005, 19(2): 159-163 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.010
摘要:
给出了一种新的方法来决定固体的离子间距与压强的关系,并将这种方法应用到碱卤化合物和MgO晶体。这种新方法的理论基础是利用Hildebrand 近似、并运用Harrison的处理方法来考虑排斥能,即考虑离子间的相互作用直到次临近离子。还利用了更精确的方法来计算偶极子-偶极子和偶极子-四极子之间的相互作用。利用这种新方法得到的结果和实验结果吻合得很好。
壬基酚聚氧乙烯醚的冲击压缩实验研究
张修路, 袁长迎, 孙悦, 韦建军, 董石, 吴国栋
2005, 19(2): 164-168 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.011
摘要:
利用二级轻气炮对有机大分子乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚(C35H64O11)进行了系列动高压加载实验。在11~42 GPa冲击压力范围内测量了7个Hugoniot数据。结果表明,在17.8 GPa处,该物质的Hugoniot曲线出现拐折。这一现象意味着在高温高压条件下,壬基酚聚氧乙烯醚体系的分子基团发生了结构性相变。
高速水射流与凝聚炸药相互作用的数值模拟
何远航, 李海军, 张庆明
2005, 19(2): 169-173 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.012
摘要:
利用LS-DYNA3D软件并采用Lagrange算法,对500 m/s的高速水射流与凝聚炸药的相互作用过程进行了数值模拟;对不同时刻凝聚炸药中的压力分布以及不同径向、轴向处的压力历史进行了分析;确定了所选凝聚炸药的声速。数值模拟的结果与理论分析的结果之间具有很好的一致性。模拟结果表明,在高速水射流与凝聚炸药相互作用的过程中,凝聚炸药药柱截面上的压力随径向距离的增加而降低;药柱中的最大压力出现在水射流头部附近或水射流头部的前方。
研究简报
无氧铜等熵卸载路径的实验研究
宋萍, 蔡灵仓, 周显明, 谭华
2005, 19(2): 174-178 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.013
摘要:
采用化爆加载,以黄铜为飞片、无氧铜为靶板,测量了以抗氢钢(HR2)、重玻璃(SiO2)、铝合金(LY12/LF6)、镁铝合金(MB2)、有机玻璃(PMMA)和空气(Air)为垫块(Anvil)材料中的冲击波速度(上述材料的Hugoniot状态参数C0、均为已知),由此确定了无氧铜的等熵卸载路径。结果表明:在冲击态(即初始卸载态)高达219 GPa的压力范围内,无氧铜的等熵卸载过程可用Grneisen状态方程在=00近似下作很好的描述;各条卸载路径到一个大气压的终态粒子速度US与镜像反演的粒子速度2u的偏差(US-2u)/(2u),随冲击波压力的增加而增大。
超高压处理对荔枝果肉中两种酶和可溶性蛋白的影响
黄丽, 孙远明, 潘科, 陈柏暖, 梁棣文, 谌国莲, 余红英
2005, 19(2): 179-183 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.014
摘要:
为了研究超高压处理对荔枝果肉中过氧化物酶(POD)、果胶甲基酯酶(PME)及可溶性蛋白含量的影响,将荔枝(淮枝品种)果肉在100~400 MPa压力、10 ℃温度条件下处理30 min,采用分光光度法测定果肉中POD、PME的活性,用天然凝胶电泳法以及活性染色法测定POD、PME同工酶的变化,用SDS凝胶电泳法测定果肉中可溶性蛋白含量。结果表明:100~200 MPa超高压处理使荔枝果肉中POD活性上升且出现新的同工酶,300~400 MPa超高压处理则使其活性降低且新出现的同工酶消失;100 MPa压力处理使荔枝果肉中PME活性上升且出现新的同工酶,200~400 MPa超高压处理则使其活性降低且新出现的同工酶消失;100 MPa超高压处理使荔枝果肉中可溶性蛋白含量有所增加,而在200~400 MPa压力处理下其含量持续下降。
温度对来自镶嵌在BaO薄膜中的纳米银粒子的光电发射影响
杨海, 黄瑞卿, 张韬, 周绍红, 郝建民, 马勇
2005, 19(2): 184-188 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.015
摘要:
研究了温度对来自镶嵌在BaO薄膜中的纳米银粒子的光电发射的影响。在不同温度下计算和讨论了其光电发射谱(入射波长在0.2~0.8 m)。光电发射谱中温度越高,光电发射峰越大。同时发现镶嵌在BaO薄膜中银纳米的临界尺寸小于3.8 nm。
硝酸丙酯键离解能和热解机理的密度泛函理论研究
张芳沛, 程新路, 刘子江, 胡栋, 刘永刚
2005, 19(2): 189-192 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.02.016
摘要:
采用B3LYP方法、在6-31G*基组水平上,优化了硝酸丙酯单体的平衡几何构型,计算了分子中各键的离解能。结果表明该分子中最弱的键为ONO2键,次弱键为CO键。同时研究了热解机理,探索性的预测了断裂ONO2键及CO键后的产物,并采用从头算法、半经验方法和密度泛函理论分别计算了硝酸丙酯的生成热,由半经验方法中的PM3得到的数值和实验结果符合较好。