2008年  第22卷  第2期

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研究论文
药柱等静压实验和数值模拟计算
陈朗, 鲁建英, 张明, 韩超, 冯长根
2008, 22(2): 113-117 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.001
PDF (1255)
摘要:
进行了炸药柱等静压实验,用热电偶测量了药柱压制成型过程中的内部温度,建立了药柱在等静压下的热力耦合模型。对炸药柱保压阶段进行了数值模拟计算,得到等静压条件下药柱内部压力和温度变化,分析了药柱形变,压力和温度分布。结果表明:在等静压下药柱各表面均有明显的向里凹陷的现象,在受力过程中炸药内部温度升高,并存在温差,内部压力分布不均匀。
惯性对多孔金属材料动态力学行为的影响
刘耀东, 虞吉林, 郑志军
2008, 22(2): 118-124 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.002
PDF (796)
摘要:
对泡沫金属材料的力学性能已经进行了十分广泛的研究,但在对泡沫金属的应变率效应和惯性效应的研究中,尚存在一些矛盾的结论。为进一步认清惯性在多孔金属动态响应中的作用,用有限元计算方法模拟了二维Voronoi蜂窝的动态压缩行为,得到了不同速度下Voronoi蜂窝的3种变形模式。通过改变基体材料的密度和冲击速度进行数值实验,得到了相应试件的由冲击面和支撑面得到的宏观平均应力应变曲线和平台应力。根据数值模拟的结果,着重分析了惯性效应的影响。研究发现,惯性并不影响蜂窝的应力应变曲线,但它导致试件中宏观变形不均匀,是平台应力提高的主要原因。
偏应力对材料层裂强度影响的实验研究
张世文, 刘仓理, 李庆忠
2008, 22(2): 125-130 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.003
PDF (847)
摘要:
采用热装配方法对平面样品施加径向应力,获得不同程度的偏应力,通过轻气炮实验获得了不同预应力下LY12铝合金层裂信号,结果表明:即使在相同撞击速度下,材料的层裂强度差异也发生明显变化。偏应力越大,材料的层裂强度越小,由于不同的球面层裂具有不同的偏应力场,通过本实验方法有可能将球面层裂与一维平变下的层裂联系起来。
C/ZrO2复合纳米粉体的快速制备及其机理研究
王作山, 李凤生, 刘玉存, 张景林, 刘建勋
2008, 22(2): 131-136 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.004
PDF (827)
摘要:
采用激波等离子法制备了C/ZrO2纳米复合粉体。通过X衍射、拉曼光谱对复合粉体的晶相组成进行了分析,利用透射电镜(TEM)对复合粉体的粒度、形貌进行了表征,借助热重分析对粉体的组成进行了检测,进一步对粉体的制备机理进行了探讨。结果表明:激波等离子体法可实现C/ZrO2纳米复合粉体的快速制备,所制备出粉体的粒径在10 nm左右,复合粉体中碳为石墨相,约占总量的63%(质量分数),氧化锆占总量的37%,主相为四方相。
磁驱动金属飞片速度理论近似解析
王桂吉, 孙承纬, 蒋吉昊, 莫建军, 谭福利, 张宁
2008, 22(2): 137-141 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.005
PDF (859)
摘要:
从能量守恒关系出发,在一定假设的基础上,提出了一个近似估计磁驱动金属飞片速度的一维物理模型。该模型考虑了磁驱动过程中工作区电感的动态变化以及烧蚀能、磁场能的影响;用3个实验例子验证了该模型的有效性。结果表明,在无冲击形成以及飞片内能累积不大的情况下,用该模型可准确估计飞片的速度。
激光与固体靶面烧蚀等离子体的能量耦合计算
童慧峰, 唐志平
2008, 22(2): 142-148 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.006
PDF (909)
摘要:
强激光辐照下固体靶表面迅速汽化产生靶蒸气等离子体,激光穿过等离子体区到达固体靶表面的过程就是激光束与等离子体的能量耦合与交换过程。采用具有五阶精度的WENO差分格式和简易等离子体状态方程模型对激光与等离子体相互作用的复杂物理过程进行了数值计算,分析了激光束能量在等离子体区中的吸收、屏蔽效应等动态耦合规律以及激光支持等离子体前驱冲击波传播。数值模拟结果表明:激光能量是支持靶面等离子体运动的唯一原因,能量屏蔽效应对激光与等离子体能量耦合有很大影响,通过控制激光脉冲宽度,可以合理调节屏蔽效应的影响。
准等熵压缩流场反演技术研究
王刚华, 柏劲松, 孙承纬, 莫建军, 王桂吉, 赵剑衡, 谭福利, 胡熙静
2008, 22(2): 149-152 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.007
PDF (905)
摘要:
与一般流体力学计算中将流体力学方程组进行空间离散、再进行时间推进计算不同,采用Hayes提出的流场反演方法,将流体力学方程组进行时间离散,然后将VISAR测量得到的样品后自由面速度历史作为输入数据,再进行空间的反演计算。与一般流体力学计算进行了比较,并与柏劲松设计的Pillow飞片撞击铜样品实验的计算结果作了比较,该方法反演出的样品加载面处的压力历史与其计算结果基本一致,通过参数优化方法多次进行反积分计算调试出的等熵压缩线具有较高的可信度。
可变形弹丸贯穿铝合金靶的数值模拟
何涛, 文鹤鸣
2008, 22(2): 153-159 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.008
PDF (878)
摘要:
采用显式动态有限元商业软件ABAQUS/Explicit对可变形卵形弹丸正贯穿和斜贯穿有限厚度铝合金靶的过程进行了有限元数值模拟。根据空穴膨胀理论,将靶体对侵彻的影响用一个作用在弹体表面的力函数代替,同时考虑了有限厚度靶自由表面的影响,并对空穴膨胀得到的力函数进行了修正。这样在进行数值模拟时就无需对靶体划分网格,也避免了复杂的接触问题,从而使模拟大为简化。最后,用VAR4340钢弹贯穿6061-T651铝合金靶板得到的数值模拟结果与实验结果进行了比较,二者基本吻合。
标准圆筒试验技术与数据处理方法研究
孙占峰, 李庆忠, 孙学林, 吴建华, 汤铁钢
2008, 22(2): 160-166 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.009
PDF (999)
摘要:
对标准圆筒试验技术与数据处理方法进行了深入研究,在狭缝扫描实验中建立了新型、高效的照明技术、底片判读方法以及数据处理方法,得到了精度高、信息丰富的圆筒壁质点上的位移、速度、加速度和比动能结果。同时,通过VISAR技术直接测量了圆筒外表面径向膨胀速度-时间曲线,进而积分得到位移-时间曲线,与狭缝扫描结果相互印证和补充,进一步提高了测试可靠性。
石英岩脆塑性转化的实验研究
宋娟, 周永胜, 何昌荣
2008, 22(2): 167-174 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.010
PDF (633)
摘要:
在温度500~1 000 ℃、围压1 251~1 440 MPa条件下进行了石英岩脆塑性转化的实验研究。通过力学行为和变形微观结构研究表明,在实验温度和压力范围内,石英岩经历了半脆性破裂、半脆性流动和塑性变形3种变形阶段。随着温度升高,石英岩在变形机制上发生了两次转化,从半脆性破裂向半脆性流动转化发生在700~800 ℃,从半脆性流动向塑性变形转化发生在900~950 ℃,这两个变形阶段的转化温度比Hirth(1994)给出的各阶段转化温度高100 ℃。在塑性变形域的大应变实验样品中发现了柯石英。
爆轰和燃烧法合成SrAl2O4:Eu2+,Dy3+纳米发光粉
曲艳东, 李晓杰, 赵铮, 欧阳欣
2008, 22(2): 175-180 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.011
PDF (661)
摘要:
在低温条件下分别用爆轰法和燃烧法制备出了SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ 纳米发光粉。从合成条件、热处理温度等方面详细对比了爆轰法和燃烧法对所制备的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+纳米发光粉的晶体生长行为、粒子形貌和光学性质等的影响。研究表明,随着热处理温度的升高,爆轰法制备的纳米发光粉的平均粒径逐渐增大,而燃烧法制备的纳米发光粉的平均粒径先减小后增大,在600 ℃时平均粒径存在一个极小值。在同样热处理温度下,爆轰法制备的纳米发光粉的平均粒径增长明显高于燃烧法合成的纳米发光粉的平均粒径。最后讨论了长余辉的发光机理,并给出了如何改进合成方法的建议。
单脉冲加载的Hopkinson压杆实验中预留缝隙确定方法的研究
陈荣, 卢芳云, 林玉亮, 覃金贵
2008, 22(2): 187-191 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.012
PDF (919)
摘要:
在传统Hopkinson压杆实验中,反射拉伸波在入射杆的撞击端反射形成压缩波,导致实验过程中对试样进行了多次加载,单脉冲加载的Hopkinson压杆实验技术解决了该问题。详细总结了单脉冲加载的Hopkinson压杆实验技术原理,给出了法兰盘与质量块间预留缝隙的计算方法,分析了预留缝隙不同大小对实验结果的影响。建立了一套单脉冲加载的Hopkinson压杆实验装置,并利用高速摄影验证了实验技术的可靠性。
环庚烷的高压拉曼光谱研究
高玲玲, 马艳梅, 刘丹, 郝健, 金云霞, 王峰, 王秋实, 邹广田, 崔启良
2008, 22(2): 192-196 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.013
PDF (932)
摘要:
利用金刚石对顶砧(DAC)装置产生高压,在室温下对环庚烷进行了高压原位拉曼光谱研究。实验的最高压力是17.00 GPa。研究结果表明,在实验的压力范围内,室温常压下为液态的环庚烷在0.53 GPa发生了液-固相变;在3.45~5.58 GPa压力区间,环庚烷的拉曼频移随压力变化的曲线和拉曼峰的半高宽随压力的变化曲线都出现了拐点,由此判断,环庚烷可能发生了固-固相变。
一个用于界面不稳定性实验研究的竖式激波管
邹立勇, 刘金宏, 王建, 黄文斌, 谭多望, 刘仓理
2008, 22(2): 197-202 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.014
PDF (822)
摘要:
研制了一个可用于气-气界面Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性、气-液界面Richtmyer-Meshkov(RM)不稳定性、气-液界面RT和RM耦合不稳定性实验的竖式激波管装置,配备了相应的光学电学测量系统,给出了装置的主要技术参数,以及典型实验的压力-时间曲线。利用这套实验装置,可以精确地控制不稳定性的初始扰动界面,观测记录界面演化发展全过程。
水下爆炸冲击波作用下空化区域形成的特性研究
李海涛, 朱锡, 黄晓明, 牟金磊
2008, 22(2): 181-186. doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.019
PDF (363)
摘要:
对水下爆炸冲击波作用下的局部空化和区域空化形成特性进行了理论和实验研究。引入平面冲击波假设,理论分析了结构几何尺度及冲击波参数的变化对空化区域形成的影响,并在直径5 m的圆柱形水箱中,对边长1 m、厚度2 mm的方形钢板在50 g TNT炸药、1 m爆距条件下进行了水下爆炸冲击实验,以验证局部空化理论。研究结果表明:在相同的冲击条件下,结构尺度的变化对局部空化的形成具有较大影响;炸药质量及爆深的变化会改变区域空化的形状及范围;实验结果与局部空化理论计算结果基本一致。
研究简报
多通道辐射高温计与VISAR的联合诊断技术
李俊, 周显明, 李加波, 王翔
2008, 22(2): 203-207 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.015
PDF (783)
摘要:
利用二级轻气炮加载手段,开展了多通道辐射高温计结合可测量任意反射表面速度干涉仪(VISAR)的联合诊断技术研究。通过测量钽酸锂单晶的冲击相变,以确定联合诊断技术的可行性。结果显示,在同一发实验中,成功地获得了样品的界面速度剖面和光谱辐亮度历史,由此得到了钽酸锂单晶冲击相变的实验证据,表明该联合诊断技术是可行有效的。该技术对今后开展其它材料的高压物性研究具有一定的参考价值。
深水爆炸冲击波作用下圆柱壳动态响应影响因素的数值模拟研究
贾宪振, 胡毅亭, 董明荣, 许学忠, 刘家骢
2008, 22(2): 208-214 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.016
PDF (858)
摘要:
运用通用有限元程序ABAQUS,对圆柱壳在深水爆炸冲击波作用下的动态响应进行了数值模拟,研究了圆柱壳所处深度、爆心方位和预应力对于圆柱壳动态响应的影响。研究结果表明:在同样的水下爆炸冲击波作用下,随着深度的增大,圆柱壳的毁伤逐渐加重,而且响应过程中的变形逐渐增大,低频响应阶段的速度曲线趋于平坦;爆距不变时,不同的爆心方位在不同深度上的毁伤效果存在一定差异;预应力的存在使圆柱壳的毁伤加重,并且预应力对圆柱壳动态响应的影响与爆心方位有关。研究结果对于潜体结构的生命力评估具有一定参考价值。
硼掺入量对含硼金刚石单晶热稳定性的影响
王美, 李和胜, 李木森, 宫建红, 田彬
2008, 22(2): 215-219 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.017
PDF (1076)
摘要:
在铁基触媒原材料中添加不同含量的六方氮化硼,采用粉末冶金方法制备片状触媒,在六面顶压机上合成出含硼金刚石单晶。用体视显微镜对金刚石单晶的结构、形貌进行观察,并用电子探针(EPMA)和波谱仪(WDS)分析了金刚石(111)晶面的硼含量,发现金刚石表面有硼元素存在,且其含量随着触媒中掺硼量的增加而变化。在测定了含硼金刚石单晶的静压强度的基础上,采用冲击韧性测定仪和差热分析仪对不同掺硼量触媒合成出的金刚石单晶在空气中的热稳定性进行了系统的对比研究。结果表明,触媒掺硼量对金刚石的机械强度和热稳定性有重要影响,随着掺硼量的变化,其机械强度和热稳定性均存在一个最佳值。
超高速碰撞微波辐射强度测量
马平, 柳森, 黄洁, 石安华, 苗俊刚
2008, 22(2): 220-224 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.02.018
PDF (913)
摘要:
针对超高速碰撞物理现象研究需要,为了确认超高速碰撞过程中的电磁辐射信号能作为超高速碰撞产生的可探测物理量之一,利用研制的8 mm微波辐射计在中国空气动力研究与发展中心FD-18A超高速碰撞靶开展了超高速碰撞过程中的微波辐射强度测量初步试验研究。对试验测量方案进行了介绍,获得了弹丸超高速撞击半无限铝靶和半无限铜靶时产生的微波辐射强度测量试验结果。弹丸为直径5 mm 的LY12铝球,撞击速度1.98~4.3 km/s,撞击角为0,结果表明:在本试验条件下,超高速碰撞产生了明显的微波辐射强度,材料的不同导致碰撞过程中产生的微波辐射强度差别较大。