2005年  19卷  第3期

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研究论文
高压、高应变率与低压、高应变率实验的本构关联性
陈大年, 刘国庆, 俞宇颖, 王焕然, 谢书港
2005, 19(3): 193-200 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.001
摘要:
指出Johnson-Cook(J-C)、Zerilli-Armstrong(Z-A)、Bodner-Parton(B-P)本构方程在一定条件下的适用性,表明对于低压、高应变率实验,单一曲线假定似乎可以采用。通过等效应力、等效应变,可以将不同应力状态下的流动应力函数采用统一的方程描述。然而,这些本构方程的确立,并不包括平面冲击波实验。对适合于平面冲击波实验的Steinberg-Cochran-Guinan(SCG)本构方程,讨论了其方程中所包含的高压与高应变率耦合效应。指出,以剪切模量度量的流动应力具有应变率相关性。基于温度效应的新发现以及直接测量平面冲击波流动应力的新进展,分别用J-C本构及SCG本构方程估算了钨材料在高压、高应变率加载下的流动应力。结果表明,采用J-C本构估算的流动应力仅在压力为10 GPa以下才能与实验数据相近,当压力高于10 GPa时,流动应力只能采用SCG本构估算。也指出了高压、高应变率本构方程与低压、高应变率本构方程所对应的不同物理背景。
一个新的损伤演化方程及其在层裂中的应用
周洪强, 秦承森, 张树道, 张凤国, 刘文韬, 王裴
2005, 19(3): 201-205 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.002
摘要:
采用统计细观损伤力学方法,基于延性金属断裂过程的孔洞演化机理,提出一个新的损伤演化方程,该方程在一定的条件下与由空心球体胞模型导出的损伤方程形式相同。在此基础上,将新的损伤演化方程编入一维Lagrange有限差分动力学程序,对OFHC铜的平板对称正碰撞层裂实验进行了数值模拟,计算结果与实验吻合得较好。
冲击压缩下单晶LiF高压声速及卸载路径研究
于锦泉, 肖亚斌, 周显明, 谭华
2005, 19(3): 206-212 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.003
摘要:
采用二级轻气炮加载手段,在5~79.1 GPa冲击压力范围内,利用加窗VISAR技术对氟化锂(LiF)单晶样品进行了研究,得到了不同冲击压力下的纵波声速、体积声速以及卸载路径。实验结果显示:单晶LiF沿冲击绝热线的Lagrange纵波声速随粒子速度呈线性变化;在5~79.1 GPa冲击压力下,单晶LiF并未发生熔化及其它相变;卸载路径及速度剖面弹塑性明显。
压缩加载下三种含能材料细观破坏特征观察
吴会民, 卢芳云, 卢力, 王志兵
2005, 19(3): 213-218 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.004
摘要:
通过扫描电镜,对三种含能材料在不同应变率压缩条件下回收的试样断面进行了细观观察,得到了三种含能材料的细观破坏特征,并对其破坏机理进行了分析。同时结合高聚物粘结炸药(PBX炸药)和压装B炸药组分的比较,分析了两种炸药在高应变率条件下的不同破坏模式。
氮化硅陶瓷层裂强度的研究
肖桂凤, 唐志平, 周昌国, 胡晓军, 蔡建
2005, 19(3): 219-224 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.005
摘要:
用一级轻气炮冲击加载装置,对氮化硅陶瓷进行了冲击性能实验研究。发展了一种新的方法用于研究层裂特性,即通过在样品中埋设电磁粒子速度计来记录氮化硅陶瓷内部的层裂特性。该方法不同于常用的VISAR激光干涉法和锰铜计法,记录的是样品内部粒子速度的变化特征,位于层裂面后方的粒子速度计能清晰地表征材料的层裂特性。通过实验,得到了密度为3.12 g/cm3的氮化硅陶瓷的层裂强度为0.73 GPa,和Nahme等得到的强度较为接近,对称碰撞得到的裂片厚度与该次实验的飞片厚度相当。实验表明,电磁粒子速度计的方法可以用于研究非磁屏蔽材料的层裂特性。由于采用多个计进行记录,还得到了材料在弹性区内(1.8~3.6 GPa)的Hugoniot冲击绝热线。
室温高压下天然锡石状态方程研究
蒋玺, 周文戈, 刘永刚, 谢鸿森, 张欢, 刘景, 马麦宁, 李晓东, 李延春
2005, 19(3): 225-229 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.006
摘要:
利用金刚石压腔同步辐射X射线就位衍射技术,在室温、最高压力达13 GPa条件下,对采自云南个旧锡矿的天然锡石做了X衍射测量。结果表明,在实验压力范围内锡石未发生相变,其晶胞参数随压力增大而逐渐减小。与前人合成锡石实验结果相比,本次实验测定的晶胞参数偏大。由Birch状态方程对实验结果p-V进行最小二乘法拟合,得出锡石的KT(0)=228 GPa。分析认为,在天然矿物晶体中,Zr对Sn的类质同象置换是晶胞参数偏大的主要原因。
碳氢混合燃料(C5~C6)气云爆轰胞格结构实验研究
何小波, 解立峰, 彭金华
2005, 19(3): 230-234 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.007
摘要:
改进烟迹技术之后,在初始为常温常压的条件下,进行了碳氢混合燃料(C5~C6)的气云爆轰胞格结构实验研究,得到了清晰的胞格烟迹记录,同时讨论了燃料气云的当量比和起爆能对胞格结构的影响。实验表明:C5~C6混合燃料的爆轰波胞格宽度和胞格长度均随当量比的增加而线性增大;随着起爆能的不断增大,混合燃料的胞格宽度和胞格长度均是先增大后减小,且当起爆能足够高时,在胞格结构内可观察到精细结构的存在。
高压处理后水稻抗氧化酶活性及对逆境胁迫的响应
白成科, 李桂双, 段俊, 彭长连, 翁克难, 徐世平
2005, 19(3): 235-240 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.008
摘要:
对经高静水压处理的水稻粤香占(Oryza sativa L. cv. Yuexiangzhan)种子播种后的植株进行了抗氧化酶活性的测定和对逆境胁迫响应的研究。结果表明,高压处理抑制了水稻生长早期(12 d)色素和蛋白质含量的增加,并使早期抗氧化酶活性表现较对照低。随着播种天数增加,经高压处理的材料中的色素、蛋白质含量不同程度地增加,抗氧化酶活性发生改变,至播种后32 d时,高压处理的叶绿素含量和可溶性蛋白含量都高于对照粤香占。在自然低温条件下,经高压(干压、湿压)处理的植株其Rubisco大、小亚基含量和光合色素含量较高,抗光抑制能力增强,具一定的耐低温性。
高压对小麦种子发芽和幼苗生长的影响初探
梁灵, 张正茂, 段旭昌, 杨公明, 李国龙
2005, 19(3): 241-246 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.009
摘要:
以豫麦18号小麦种子为材料,初步探索了不同压力和时间对不同处理的小麦种子发芽的影响,并对95 MPa压力、不同时间处理下发芽种子幼苗的生长情况进行测定。结果表明:在50~95 MPa压力下,直接真空包装的小麦种子均丧失发芽能力;在不同压力和时间下处理直接加水包装的小麦种子,种子发芽受到显著抑制;将水浸6 h再加水包装的小麦种子在95 MPa压力下处理4 h,能抑制小麦种子的发芽势和发芽率,但抑制强度较弱,也表明水可以有效降低高压对小麦种子的损伤。在95 MPa压力下、不同时间处理的直接加水包装的小麦种子幼苗的平均苗高和幼苗鲜重均大于对照。
均匀炸药冲击起爆和起爆后的行为
李银成
2005, 19(3): 247-256 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.010
摘要:
介绍并分析了Campbell等人研究均匀炸药冲击起爆和起爆后行为所获得的实验结果,但不涉及其冲击起爆条件。Campbell等人的实验表明,足够强的冲击波进入硝基甲烷后,经过若干微秒的感应时间,爆轰发生在隔板与炸药间的界面处。这就是说,在均匀炸药中,足够强的冲击虽非瞬时但直接(指不经过其它过程,如爆燃)引发了爆轰。重新处理后的实验数据表明:硝基甲烷起爆后,爆轰波的净爆速小于正常爆速;当进入硝基甲烷的初始冲击波的有效压力peff由8.82 GPa升至12.14 GPa时,感应时间tind的实验值由3.06 s降至0.705 s。以两相的排平(A,m)物态方程描述爆轰产物,较为严格地重新推导了基于热起爆理论的估算感应时间tind的公式。在上述peff的变化范围内,tind的理论值则由248 s降至0.99 s,明显地高于实验值。这表明,热起爆理论不适于描述硝基甲烷的冲击起爆行为。从本质上讲,热起爆理论对均匀炸药的冲击起爆行为的描述,不符合物质运动的微观图像,因此,它不适于描述均匀炸药的上述行为。
高速钨杆弹对脆性靶体的侵彻分析
王延斌, 李九红, 魏雪英, 俞茂宏
2005, 19(3): 257-263 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.011
摘要:
考虑脆性材料在高速弹体的侵彻下会发生破碎这一特性,将靶体材料划分为弹性-裂纹-破碎三个响应区,利用静态空腔膨胀理论求出了空腔膨胀压力,即修正的流体动力学模型(A-T模型)中的靶体阻力Rt。分析了压剪系数对靶体阻力和靶体应力场的影响。利用A-T模型求出了钨杆弹以1.5~4.5 km/s的速度撞击靶体时的侵彻深度,并与实验结果及其他研究者的结果进行了比较。
研究简报
D-u关系的最小绝对值线性拟合法
陈修芳, 陈高波, 龚自正
2005, 19(3): 264-268 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.012
摘要:
采用最小绝对值方法对几类物质的冲击波速度D与波后粒子速度u的关系进行了直线拟合,并将其与常用的最小二乘法拟合的结果进行了比较。结果显示:对于实验数据分散性较小的密实材料(金属、离子晶体、氧化物等),两种方法拟合的线性系数一致;而对于实验数据分散性较大的一些疏松材料(包括液体等),两种方法拟合的线性系数有差异。对所有物质,最小绝对值法拟合的平均绝对误差比最小二乘法拟合的要小,因而最小绝对值法较最小二乘法有更高的准确性。同时讨论了导致这两种拟合差异的因素。
平面一维应变电炮加载技术研究
王桂吉, 赵剑衡, 唐小松, 谭福利, 吴刚, 刘海涛, 匡学武
2005, 19(3): 269-274 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.013
摘要:
在分析电炮加载装置放电回路的基础上,探讨了电炮装置的设计原则。根据所提出的设计原则,设计和建立了一门储能14.4 kJ的电炮装置。实验测试结果表明,其性能参数诸如回路电感小于40 nH、放电周期7 s、飞片平面度小于40 ns、初始电流上升陡度达750 GA/s。与国内外的同类型装置的参数相比较,该电炮装置达到了较高水平,具有较好的性能。在此基础上,提出了获得平面一维应变加载对电炮装置的一般要求。
应用Monte Carlo方法模拟爆轰产物状态方程的研究进展
马义刚, 李生才
2005, 19(3): 275-278 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.014
摘要:
应用Monte Carlo方法模拟爆轰产物状态方程,区别于建立在球形分布分子势基础上的传统爆轰产物状态方程计算方法,从原子水平上直接模拟实际炸药的爆轰产物状态方程,克服了传统方法中混合产物状态方程不精确的缺点。综述了该方法的历史背景及发展现状。对模拟中宏观量的描述、统计平均的计算、势函数的选取及边界条件进行了详尽描述。
宽脉冲网络信号源及应用
王翔, 贾路峰, 傅秋卫, 马云
2005, 19(3): 279-283 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.015
摘要:
通过对电探针工作原理的分析,提出采用宽脉冲网络源代替传统窄脉冲网络源的技术措施,以解决时常遇到的提前导通问题。模拟计算和实验测量结果表明:尽管受到提前导通的影响,采用宽脉冲网络源的电探针信号仍然能够分辨出冲击波或飞片、自由面到达观测点的时间信息,从而给出真实可信的时间测量值。
两种光纤探针在冲击波作用下的时间响应特性
王荣波, 何莉华, 田建华, 吴廷烈, 叶雁, 李泽仁
2005, 19(3): 284-288 . doi: 10.11858/gywlxb.2005.03.016
摘要:
对冲击波参数的测量开发了两种光纤探针,以满足强电磁环境和冲击压力较低的情况。一种是冲击自发光光纤探针,另一种是闪光隙光纤探针。这两种光纤探针分别利用融凝石英在受到冲击压缩时发光和氩气(或空气)隙在受到压缩时会产生很强的光辐射的机理研制而成的。自发光光纤探针在大于70 GPa冲击压力下,其信号上升时间在1~3 ns之间;闪光隙光纤探针在10~30 GPa的冲击压力下,其信号上升时间稳定在2~7 ns之间。