2008年  22卷  第4期

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研究论文
高压下铜的声子谱和弹性系数
马桂存, 刘伟峰
2008, 22(4): 337-342 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.001
摘要:
以Foiles、Baskes和Daw提出的嵌入原子势(EAM)为基础,并结合Vinet-Rose形式的普适物态方程,建立了金属铜原子间的EAM势。在此基础上,用EAM势和第一原理微扰理论方法计算了高压下铜的声子谱和弹性系数。通过适当地调整嵌入原子势参数,这两种方法几乎能够给出完全一致的结果。而且,晶格振动声子谱和比热的理论值与实验值符合得也非常好。
弹丸形状对超高速撞击厚合金铝靶成坑影响数值模拟
张伟, 管公顺, 贾斌, 庞宝君
2008, 22(4): 343-349 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.002
摘要:
采用AUTODYN软件进行了弹丸形状对超高速正撞击厚合金铝靶成坑过程影响的数值模拟。给出了二维及三维模拟的结果。研究了在相同质量和速度的条件下,不同形状弹丸长径比、撞击方向等对超高速撞击厚合金铝靶所产生弹坑损伤特性尺寸和成坑形状的影响,并与球形弹丸撞击所产生的坑进行了比较。结果表明:弹丸的长径比越大,弹丸的撞击成坑深度越大;非球弹丸的形状和撞击方向不同,成坑的形状和损伤的特征尺寸是不同的。
气相爆轰波数值模拟中化学反应模型研究
王刚, 张德良, 刘凯欣
2008, 22(4): 350-356 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.003
摘要:
基于改进的时空守恒元解元算法对气相爆轰波数值模拟中3种常用化学反应模型(二步模型,基元反应模型和Sichel的二步模型)进行了考察。对平面爆轰波和具有胞格结构的爆轰波进行了数值模拟,并对数值结果进行了比较和讨论。结果表明3种化学反应模型得到的爆轰参数准确性有所差异,但得到的胞格结构均能和实验结果较好吻合。3种化学反应模型在爆轰波数值模拟中各有优缺点,应视具体问题决定使用哪种化学反应模型。
基于不分裂算法的Euler网格细分方法
宁建国, 刘春, 马天宝
2008, 22(4): 357-363 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.004
摘要:
对考虑多物质相互作用的爆炸冲击数值模拟,Euler型流体动力学方法是最有效的方法之一。采用维数不分裂算法处理Euler坐标下的纯物质网格,混合网格在Youngs界面重构技术的基础上进行细分,消除混合网格复杂的输运计算。对纯物质网格和细分后网格,都具体给出了往相邻八个网格输运的所有可能分配量的表达式。最后将该方法加入到自行开发的MMIC-2D通用多物质二维爆炸与冲击问题数值仿真程序中,数值算例显示本文采用方法不仅能有效地提高计算精度,同时能降低问题的计算工作量,节省计算时间。
多层非晶薄带爆炸焊接实验设计
付艳恕, 孙宇新, 王晓萍, 张晓立
2008, 22(4): 364-369 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.005
摘要:
非晶材料的高强度及其对温度的敏感性,导致爆炸复合制备非晶块体时下限较大而上限较小,使得焊接窗口较窄。通过对非晶薄带涂铜以降低表面硬度,分析表明其不仅能降低下限,同时使高速撞击产生的热量主要集中在涂层上,减小非晶薄带的受热影响区域;再利用损伤力学的思想,在装置设计时采用增设缺陷的方法,以削弱到达焊接界面的反射拉伸波强度,提高焊接上限;降低的下限和提高的上限能使焊接窗口有效地扩大,从而使爆炸复合制备非晶块体易于实现。
水稻种子萌发期高压诱导的SSH-cDNA文库构建与分析
刘勋成, 张美, 段俊
2008, 22(4): 370-376 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.006
摘要:
为了研究高压处理对高等植物基因表达的影响,以萌发过程中经高压处理后的水稻种子的mRNA作为检测子(Tester),以对照样品的mRNA作为驱动子(Driver),采用抑制差减杂交(SSH)结合镜像选择技术(MOS)构建了高压处理后水稻种子萌发过程中诱导表达的差减cDNA文库,并通过蓝白斑筛选获得了580个重组克隆。菌液PCR检测的结果表明这些克隆中的插入片段的大小主要分布在200~1000 bp之间,平均大小约为575 bp,其中单一扩增条带的有效重组克隆数为542个,有效的重组克隆率为93.3%。对部分重组克隆进行测序发现,受高压诱导表达的基因主要涉及到代谢、胁迫响应、转录调控等方面。为高压处理后水稻种子基因表达模式变化的研究打下了基础。
超高速碰撞碎片云特征的SPH方法数值分析
徐金中, 汤文辉, 徐志宏
2008, 22(4): 377-383 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.007
摘要:
采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对不同形状的弹丸超高速碰撞形成的碎片云特性作了模拟分析,给出了靶孔直径和碎片云宽度随碰撞速度的变化规律、同一速度下不同形状的弹丸累积碎片分布规律、同种弹丸不同速度下的累积碎片分布规律、弹丸初始半径范围内的碎片云无量纲向前总动量MD/M0随膨胀距离LE的变化以及碎片云前端速度的变化规律等。通过数据拟合,进一步给出了累积碎片百分数与碰撞速度和碎片质量的近似函数关系,计算表明该函数关系与数值结果吻合的很好。
VISAR条纹常数的检测方法
马云, 张林, 彭其先, 王翔, 李剑峰, 蔡灵仓, 李加波, 汪小松, 翁继东, 陈宏
2008, 22(4): 384-388 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.008
摘要:
提出了4种可检测VISAR条纹常数的方法。在这4种方法中,DISAR和VISAR的混合测试系统对VISAR条纹常数的测定精度高,适用范围广,是一种普适方法。在不具备DISAR仪器以及DISAR、VISAR混合测试技术的条件下,也可以通过VISAR延迟时间的测定、加窗熔石英对称碰撞产生的相对标准速度源以及标检过的VISAR仪器对VISAR条纹常数进行检测。
正交试验法优化金刚石复合片合成工艺
林峰, 姜伟, 冯吉富, 李立惟, 吕海波
2008, 22(4): 389-396 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.009
摘要:
通过正交试验法,以磨耗比、电阻、完整性、硬度为指标,设计了金刚石复合片的合成工艺。正交试验可以减少合成工艺试验次数,优化合成工艺。试验结果表明,较合理的烧结工艺为:合成压力5.5 GPa,升温速度为200 ℃/min,保温时间16 min,冷却时间14 min,烧结温度1 350 ℃。从压力、温度和时间等因素的影响方面讨论了金刚石复合片的性能。认为:适当地提高温度有利于提高磨耗比及硬度;延长加热时间有利于性能均匀性的提高;延长冷却时间可减少残余热应力。
爆轰裂解法制备纳米石墨粉的吸附性能研究
孙贵磊, 李晓杰, 闫鸿浩, 王小红, 江德安
2008, 22(4): 397-401 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.010
摘要:
在酸含量不同的原材料中,通过爆轰的方法制备纳米石墨粉,并利用BET方程以及BJH方法对所得纳米石墨粉进行比表面积和孔径分布分析。分析结果表明,所得爆轰产物中有的比表面积大致为天然鳞片石墨的5.3~9.2倍,而且随酸含量的增大逐渐增大,产物的等温线中存在吸附滞后现象。其中,增大的比表面积主要由分布在3 nm至7 nm之间的孔引起的,而且在爆轰后,孔径4 nm左右的孔,其数量达到最大值。通过对纳米石墨粉的研究,分析了酸在爆轰过程中的积极作用,并为纳米石墨粉的进一步应用提供了结构信息。
圆柱形水下爆炸实验容器壁部强度设计研究
樊自建, 沈兆武, 廖学燕, 刘原栋
2008, 22(4): 402-408 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.011
摘要:
基于薄壁壳理论和水下爆炸理论,对圆柱形水下爆炸实验容器在爆炸冲击波作用下弹性范围内的壁部应变进行了理论分析和实验研究。导出了圆柱形水下爆炸实验容器在爆炸冲击波作用下壁部弹性应变与容器直径、壁厚及内部爆炸药量之间的关系,并对计算结果进行了实验验证。实验表明公式求解结果与实验结果具有较好的一致性。
M-G模型的简化以及预热Mo实验结果分析
王青松, 蓝强, 吴静
2008, 22(4): 409-413 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.012
摘要:
在Mie-Grneisen (M-G)物态方程的基础上进一步推导出预热材料的Hugoniot参数表达式,使得利用M-G物态方程确定材料在不同初始温度下的Hugoniot参数更简洁方便。Miller和Duffy测量了Mo在初始温度1 400 ℃下的状态方程,其结果并不符合M-G物态方程模型,导致一些问题需要进一步研究。
块状密实铁/蓝宝石界面的冲击温度测量
郭锦良, 刘福生, 郝高宇, 张明建, 张岱宇, 薛学东
2008, 22(4): 414-418 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.013
摘要:
利用二级轻气炮技术并结合对称碰撞方法对铁样品进行了冲击加载,通过测量铁/蓝宝石的界面光谱辐射亮度获得该界面的冲击温度。实验中,采用了新的样品/窗口界面制备途径和更加可靠的高温计标定方法,有效地消除了直接接触界面的尖峰辐射现象,观测到了Fe/Al2O3接触界面的稳定辐射。实验结果表明,在164 GPa冲击压力下Fe/Al2O3的界面温度为(3 950180) K。
利用光分析方法测量液态CO多次冲击Hugoniot状态方程
郑雪萍, 刘福生, 张明建, 陈先猛, 孙悦
2008, 22(4): 419-424 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.014
摘要:
结合液氮低温靶技术和光分析方法同时测量液态CO样品的第一、二、三次冲击Hugoniot状态方程,分别在19、60和71 GPa获得3个数据点。样品体积的最大压缩度达到3.5倍,比文献发表的一次冲击最大压缩度提高20%以上。体积测量值比分子流体微扰变分理论的计算结果偏低20%以上,体积发生明显软化现象归因于CO分解反应所致。详述了多次冲击过程的光分析测量方法,该方法应用于其它分子流体可将其物态方程的实验数据点延伸到更高压力和更宽的压缩范围。
冲击熔化区材料强度的重整化解析
冉宪文, 汤文辉, 谭华, 徐志宏
2008, 22(4): 425-428 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.015
摘要:
采用重整化理论对材料在冲击熔化去的强度进行了分析,分析结果表明在冲击熔化区内,材料的强度在熔化质量分数达到0.300 798时开始减小,与材料中纵波声速向体波声速的转变点相对应。
研究简报
常温高压下石膏在水中溶解及相变现象的研究
王世霞, 郑海飞
2008, 22(4): 429-433 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.016
摘要:
研究常温下200~1 100 MPa压力范围内石膏的Raman光谱,原位观测了随压力升高,石膏在水中的溶解现象,其过程中伴随着石膏的相变。结果表明:压力小于407 MPa时,石膏的形态无明显变化;随着压力的升高,石膏开始溶解,溶解至一定程度,石膏发生了向半水石膏转化的相变;相变完成后,半水石膏继续溶解至消失。石膏这一溶解相变过程表明在地球内部与压力相应的深部区域内,也可能会发生矿物的溶解相变。
高压下Al基合金的凝固组织特征
孙淑华, 李杰, 徐瑞, 赵海丽, 刘日平
2008, 22(4): 434-438 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.017
摘要:
研究了亚共晶或过共晶Al-Cu和Al-Si合金在5 GPa压力条件下凝固的显微组织特征。与常压相比,高压不仅会明显改变凝固组织形态,而且会使凝固组织尺寸发生变化,有时粗化,有时细化。凝固组织粗化还是细化与压力对液固两相区温度间隔的影响有关。当压力使液固两相区温度间隔增大时,凝固组织粗化,反之细化。此外,还提出了一种针对树枝晶和胞状晶两种不同形态组织的尺寸评价新方法。
动态瞬时高压作用对膳食纤维酶解速度的影响
万婕, 刘成梅, 蓝海军, 涂宗财, 刘伟
2008, 22(4): 439-444 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.018
摘要:
对纤维素酶对动态瞬时高压处理后膳食纤维的酶解速度进行了研究。豆渣膳食纤维(Dietary Fiber,DF)经微射流均质机的瞬时高压作用(Instantaneous High Pressure,IHP),在不同的压力以及同一压力的不同作用次数下产生不同粒径和密度,它们对应的酶解速度是不同的。纤维素酶水解膳食纤维产生纤维二糖和葡萄糖等还原糖,通过测定水解后还原糖的含量判断不同粒径和密度的膳食纤维的酶解速度。结果表明,在40~90 MPa的压力范围内随压力的增大物料粒径呈显著下降,物料密度随之增大,酶解速度增大,在90 MPa的均质压力下物料粒径达到最小,为202.4 nm;当压力继续增大时,物料因膨化作用,物料粒径呈增大趋势,但其密度开始减小,酶解速度继续增大,在140 MPa的均质压力下物料密度达到最小,为1.027 g/mL,此时酶解后还原糖含量最高,酶解速度最快。压力超过140 MPa后,由于超微颗粒间的团聚,物料的密度和粒径均增大,酶解速度减小。在90 MPa和140 MPa下对分别对物料进行多次的瞬时高压处理,发现随处理次数的增多物料粒径增大,体系密度先减小后增大,酶解速度减小。
药型罩初始孔隙度对聚能射流行为的影响
李如江, 沈兆武, 王凤英
2008, 22(4): 445-448 . doi: 10.11858/gywlxb.2008.04.019
摘要:
多孔材料药型罩由于其可压缩性,在压垮之前受炸药爆炸冲击压缩作用而使温度升高,为延迟射流的断裂时间提供了可能,估算了多孔材料药型罩压垮之前的冲击温升,并结合脉冲X光摄影研究了孔隙度对射流行为的影响。测试结果表明,一定的孔隙度范围内,射流的韧性随着孔隙度的增加而提高,射流直径随孔隙度的增加而变细。