2014年 28卷 第6期
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2014, 28(6): 641-647.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.001
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引证文献
2014, 28(6): 648-654.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.002
摘要:
利用口径为24 mm的二级轻气炮实验装置，结合磁测速和光纤探针动态测试技术，分别对含水率为0、8%和15%的3种非饱和黏土试样进行了平板撞击实验，试样的压力峰值区间为1.29～32.54 GPa。实验结果表明，含水率对非饱和黏土的冲击压缩特性影响明显。当非饱和黏土受到冲击压缩时，孔隙被进一步压实，滞留在黏土孔隙中的水和空气来不及排出，从而与黏土中的固体颗粒一起，共同支配非饱和黏土的冲击压缩特性；而由于水的相对不可压缩性，导致黏土的可压缩性随着含水率的升高而下降。提出一种修正的三相混合物状态方程，对3种含水率试样的压力-密度曲线进行了拟合，结果表明，该状态方程能够较好地描述不同含水率非饱和黏土的压力-密度关系。
利用口径为24 mm的二级轻气炮实验装置，结合磁测速和光纤探针动态测试技术，分别对含水率为0、8%和15%的3种非饱和黏土试样进行了平板撞击实验，试样的压力峰值区间为1.29～32.54 GPa。实验结果表明，含水率对非饱和黏土的冲击压缩特性影响明显。当非饱和黏土受到冲击压缩时，孔隙被进一步压实，滞留在黏土孔隙中的水和空气来不及排出，从而与黏土中的固体颗粒一起，共同支配非饱和黏土的冲击压缩特性；而由于水的相对不可压缩性，导致黏土的可压缩性随着含水率的升高而下降。提出一种修正的三相混合物状态方程，对3种含水率试样的压力-密度曲线进行了拟合，结果表明，该状态方程能够较好地描述不同含水率非饱和黏土的压力-密度关系。
2014, 28(6): 655-663.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.003
摘要:
在弹丸爆炸驱动过程中，对厚度大于一定尺寸的弹丸，为降低弹丸内部负压以避免其层裂，通常对弹丸前端进行封装。研究发现，在爆炸产生的加载脉冲下，封装后的弹丸可能产生两次负压。一次负压的产生仅与选择的封装材料有关，二次负压的产生同时还与封装材料的厚度有关。通过理论推导得到了在给定弹丸材料和封装材料的情况下，为使弹丸不产生一次负压，加载冲击波和卸载稀疏波波后压力应满足的临界条件；同时导出了一次负压为零时，在弹丸不产生二次负压的条件下，封装材料厚度的临界值。采用AUTODYN有限元软件，对钢、铝弹丸封装材料不同的情况进行数值模拟，验证理论解的正确性；另外还对比研究了三角形冲击波加载的情况。研究结果可为弹丸爆炸驱动过程中封装材料的设计提供参考。
在弹丸爆炸驱动过程中，对厚度大于一定尺寸的弹丸，为降低弹丸内部负压以避免其层裂，通常对弹丸前端进行封装。研究发现，在爆炸产生的加载脉冲下，封装后的弹丸可能产生两次负压。一次负压的产生仅与选择的封装材料有关，二次负压的产生同时还与封装材料的厚度有关。通过理论推导得到了在给定弹丸材料和封装材料的情况下，为使弹丸不产生一次负压，加载冲击波和卸载稀疏波波后压力应满足的临界条件；同时导出了一次负压为零时，在弹丸不产生二次负压的条件下，封装材料厚度的临界值。采用AUTODYN有限元软件，对钢、铝弹丸封装材料不同的情况进行数值模拟，验证理论解的正确性；另外还对比研究了三角形冲击波加载的情况。研究结果可为弹丸爆炸驱动过程中封装材料的设计提供参考。
2014, 28(6): 664-670.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.004
摘要:
为了掌握带防护屏的航天器结构受空间碎片超高速撞击时的声发射信号特征，利用二级轻气炮发射球形弹丸撞击铝合金双层板结构，获取了碎片云撞击铝合金板舱壁产生的声发射信号，并利用小波包技术和能量熵理论对信号进行了分析。实验结果表明：弹丸初始速度、防护屏厚度及弹丸直径是决定二次碎片云形态及声发射信号特征的重要因素；在本实验工况范围内，小波包能量熵值能够描述声发射信号频率的复杂程度；当弹丸初始速度处于破碎段（3~7 km/s）时，随着初始速度的增大，二次碎片云进一步细化，撞击产生的声发射信号幅值趋于减小、频率成分趋于复杂化，其小波包能量熵值逐渐增大；防护屏厚度对声发射信号的小波包能量熵值影响较大，弹丸直径对其影响较小。研究结果有助于实现对碎片云撞击舱壁结构的损伤模式识别。
为了掌握带防护屏的航天器结构受空间碎片超高速撞击时的声发射信号特征，利用二级轻气炮发射球形弹丸撞击铝合金双层板结构，获取了碎片云撞击铝合金板舱壁产生的声发射信号，并利用小波包技术和能量熵理论对信号进行了分析。实验结果表明：弹丸初始速度、防护屏厚度及弹丸直径是决定二次碎片云形态及声发射信号特征的重要因素；在本实验工况范围内，小波包能量熵值能够描述声发射信号频率的复杂程度；当弹丸初始速度处于破碎段（3~7 km/s）时，随着初始速度的增大，二次碎片云进一步细化，撞击产生的声发射信号幅值趋于减小、频率成分趋于复杂化，其小波包能量熵值逐渐增大；防护屏厚度对声发射信号的小波包能量熵值影响较大，弹丸直径对其影响较小。研究结果有助于实现对碎片云撞击舱壁结构的损伤模式识别。
2014, 28(6): 671-679.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.005
2014, 28(6): 680-685.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.006
2014, 28(6): 686-690.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.007
2014, 28(6): 691-698.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.008
摘要:
为研究冲击塑性变形产生的缺陷对MgO单晶透明性的影响，采用40通道（波长）纳秒时间分辨高温计和冲击波原位光源技术，对在一维应变冲击加载下MgO单晶的透射谱进行了实验测量。冲击波加载方向垂直于样品（100）晶面，测谱范围为400～800 nm，得到了2个压力点（约50 GPa和约70 GPa）的吸收系数随波长的变化曲线，从实测曲线发现了6个明显的特征吸收峰，其中心波长分别为410、460、490、520、580和660 nm。通过对比分析，确定出410、460、490和580 nm处的吸收峰为F聚心吸收，520 nm处的吸收峰为V-心吸收，而660 nm处的吸收峰则可能为与填隙原子相关的吸收。这是在冲击压缩条件下，首次实时观测到的MgO单晶样品冲击塑性变形产生的点缺陷色心吸收现象。
为研究冲击塑性变形产生的缺陷对MgO单晶透明性的影响，采用40通道（波长）纳秒时间分辨高温计和冲击波原位光源技术，对在一维应变冲击加载下MgO单晶的透射谱进行了实验测量。冲击波加载方向垂直于样品（100）晶面，测谱范围为400～800 nm，得到了2个压力点（约50 GPa和约70 GPa）的吸收系数随波长的变化曲线，从实测曲线发现了6个明显的特征吸收峰，其中心波长分别为410、460、490、520、580和660 nm。通过对比分析，确定出410、460、490和580 nm处的吸收峰为F聚心吸收，520 nm处的吸收峰为V-心吸收，而660 nm处的吸收峰则可能为与填隙原子相关的吸收。这是在冲击压缩条件下，首次实时观测到的MgO单晶样品冲击塑性变形产生的点缺陷色心吸收现象。
2014, 28(6): 699-704.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.009
摘要:
采用NGFM(New version of Ghost Fluid Method)处理复杂计算域的固壁边界，用RGFM（Real Ghost Fluid Method）求解气-水界面附近网格节点的状态参数，从而在直角坐标系下对复杂计算域的水下高压气泡膨胀问题进行数值模拟。流场控制方程选用Euler方程，用五阶WENO格式离散空间导数项，二阶Runge-Kutta法离散时间导数项；气-水界面追踪使用Level Set方法，对Level Set方程，用五阶HJ-WENO(Hamilton-Jacobi WENO)和三阶Runge-Kutta法求解。将计算结果与任意坐标系下的结果进行对比，验证了NGFM在笛卡尔网格中处理复杂形状固壁边界的可行性。得到了水下流场压力等值线图、高压气泡的演变过程以及特定点处的压力-时间曲线。计算结果表明，高压气泡在固壁反射激波的作用下，膨胀过程受到抑制；强激波在固壁的反射会导致固壁附近出现大范围的空化流动。
采用NGFM(New version of Ghost Fluid Method)处理复杂计算域的固壁边界，用RGFM（Real Ghost Fluid Method）求解气-水界面附近网格节点的状态参数，从而在直角坐标系下对复杂计算域的水下高压气泡膨胀问题进行数值模拟。流场控制方程选用Euler方程，用五阶WENO格式离散空间导数项，二阶Runge-Kutta法离散时间导数项；气-水界面追踪使用Level Set方法，对Level Set方程，用五阶HJ-WENO(Hamilton-Jacobi WENO)和三阶Runge-Kutta法求解。将计算结果与任意坐标系下的结果进行对比，验证了NGFM在笛卡尔网格中处理复杂形状固壁边界的可行性。得到了水下流场压力等值线图、高压气泡的演变过程以及特定点处的压力-时间曲线。计算结果表明，高压气泡在固壁反射激波的作用下，膨胀过程受到抑制；强激波在固壁的反射会导致固壁附近出现大范围的空化流动。
2014, 28(6): 705-708.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.010
2014, 28(6): 709-715.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.011
2014, 28(6): 716-722.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.012
2014, 28(6): 723-728.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.013
2014, 28(6): 729-735.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.014
2014, 28(6): 736-742.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.015
摘要:
研究了100 MPa高压和酶解处理对热变性大米蛋白溶解性和分子结构特征的影响。结果显示：高压处理后再用Alcalase（碱性蛋白酶）酶解可使大米蛋白的溶解性由单纯酶解时的58.9%提高到75.33%；SE-HPLC(高效液相凝胶色谱法)分析显示，高压处理可使57～105 ku的大分子蛋白质溶出,且随着酶解时间延长，该组分消失，4.4和2.0 ku组分含量增加，而非高压处理者没有大分子的溶解；FTIR(傅里叶红外光谱）分析显示，高压处理的样品中-折叠和-转角结构占主导地位；SEM(扫描电子显微镜)分析表明，高压处理使致密的大米蛋白体结构变得疏松。以上结果表明，高压处理改变了蛋白的空间结构，进而改变蛋白的酶解位点，从而提高了大米蛋白的溶解性。
研究了100 MPa高压和酶解处理对热变性大米蛋白溶解性和分子结构特征的影响。结果显示：高压处理后再用Alcalase（碱性蛋白酶）酶解可使大米蛋白的溶解性由单纯酶解时的58.9%提高到75.33%；SE-HPLC(高效液相凝胶色谱法)分析显示，高压处理可使57～105 ku的大分子蛋白质溶出,且随着酶解时间延长，该组分消失，4.4和2.0 ku组分含量增加，而非高压处理者没有大分子的溶解；FTIR(傅里叶红外光谱）分析显示，高压处理的样品中-折叠和-转角结构占主导地位；SEM(扫描电子显微镜)分析表明，高压处理使致密的大米蛋白体结构变得疏松。以上结果表明，高压处理改变了蛋白的空间结构，进而改变蛋白的酶解位点，从而提高了大米蛋白的溶解性。
2014, 28(6): 743-752.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.016
摘要:
利用高静压（HHP）作为物理变性方法处理糯玉米淀粉和木薯淀粉，考察水分含量对不同类型淀粉的糊化及重结晶的影响。用偏光显微镜、扫描电子显微镜观测HHP处理后淀粉颗粒的形态变化，利用激光粒度分析仪记录淀粉颗粒的粒度分布及变化规律，结合X射线衍射曲线及低场核磁共振图谱,分析淀粉颗粒内水分的结合方式及程度。结果表明：当粉水比（淀粉质量和水质量之比）为3/10～5/10时，在HHP处理下，两种淀粉均发生结晶解体和溶胀现象。糯玉米淀粉的重结晶程度顺序为4/10粉水比＞3/10粉水比＞5/10粉水比;木薯淀粉颗粒结晶结构完全消失，结晶破坏的程度是3/10粉水比＞4/10粉水比＞5/10粉水比。随着水分含量增大，糯玉米淀粉及木薯淀粉的粒度逐渐增大。干燥后淀粉中的水分主要以结合水的形式存在，且水分参与结晶结构的形成。
利用高静压（HHP）作为物理变性方法处理糯玉米淀粉和木薯淀粉，考察水分含量对不同类型淀粉的糊化及重结晶的影响。用偏光显微镜、扫描电子显微镜观测HHP处理后淀粉颗粒的形态变化，利用激光粒度分析仪记录淀粉颗粒的粒度分布及变化规律，结合X射线衍射曲线及低场核磁共振图谱,分析淀粉颗粒内水分的结合方式及程度。结果表明：当粉水比（淀粉质量和水质量之比）为3/10～5/10时，在HHP处理下，两种淀粉均发生结晶解体和溶胀现象。糯玉米淀粉的重结晶程度顺序为4/10粉水比＞3/10粉水比＞5/10粉水比;木薯淀粉颗粒结晶结构完全消失，结晶破坏的程度是3/10粉水比＞4/10粉水比＞5/10粉水比。随着水分含量增大，糯玉米淀粉及木薯淀粉的粒度逐渐增大。干燥后淀粉中的水分主要以结合水的形式存在，且水分参与结晶结构的形成。
2014, 28(6): 753-761.
doi: 10.11858/gywlxb.2014.06.017
摘要:
采用高压二氧化碳技术（High Pressure Carbon Dioxide,HPCD）处理桃果胶甲基酯酶（Pectin Methylesterase,PME）粗酶液，分析了HPCD对粗酶液中PME的钝化效果及动力学，进一步比较了粗酶液和桃汁两种体系中PME对HPCD的敏感性。HPCD对粗酶液中PME具有较好的钝化效果，处理温度和压力的共同作用导致了PME活性降低，钝化动力学遵从一级动力学模型。随着处理压力和温度的提高，钝化速率逐渐增大，而指数递减时间则逐渐减小；在最优的处理条件(22 MPa、55 ℃)下，HPCD钝酶的钝化速率和指数递减时间分别为0.408 8 min-1和5.63 min。温度为55 ℃时HPCD钝酶的压力敏感指数为16.40 MPa，活化体积为-383.00 cm3/mol；压强为15 MPa时HPCD钝酶的温度敏感指数为 13.30 ℃，活化能为1 845.86 kJ/mol。比较HPCD对桃汁和粗酶液中PME的钝化效果，发现HPCD处理16 min后（15 MPa、55 ℃），桃汁中PME残存酶活在80%左右，而粗酶液中PME活性已完全钝化，表明桃汁体系中存在保护PME活性的因素，有关机制需要进一步研究。
采用高压二氧化碳技术（High Pressure Carbon Dioxide,HPCD）处理桃果胶甲基酯酶（Pectin Methylesterase,PME）粗酶液，分析了HPCD对粗酶液中PME的钝化效果及动力学，进一步比较了粗酶液和桃汁两种体系中PME对HPCD的敏感性。HPCD对粗酶液中PME具有较好的钝化效果，处理温度和压力的共同作用导致了PME活性降低，钝化动力学遵从一级动力学模型。随着处理压力和温度的提高，钝化速率逐渐增大，而指数递减时间则逐渐减小；在最优的处理条件(22 MPa、55 ℃)下，HPCD钝酶的钝化速率和指数递减时间分别为0.408 8 min-1和5.63 min。温度为55 ℃时HPCD钝酶的压力敏感指数为16.40 MPa，活化体积为-383.00 cm3/mol；压强为15 MPa时HPCD钝酶的温度敏感指数为 13.30 ℃，活化能为1 845.86 kJ/mol。比较HPCD对桃汁和粗酶液中PME的钝化效果，发现HPCD处理16 min后（15 MPa、55 ℃），桃汁中PME残存酶活在80%左右，而粗酶液中PME活性已完全钝化，表明桃汁体系中存在保护PME活性的因素，有关机制需要进一步研究。
