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摘要:
采用分离式霍普金森压杆系统和高温设备对ZL101A铝合金进行了常温和高温下的动态压缩实验,得到了应变率范围为2900~6100 s−1、温度范围为20~600 ℃的动态压缩应力-应变曲线。实验结果表明:ZL101A铝合金具有应变率硬化效应,并且随着温度的升高,应变率硬化效应减弱;ZL101A铝合金在不同应变率下均存在明显的温度软化效应,且随着温度的升高,塑性变形引起的绝热温升使热软化作用增强。为了得到应变率和温度对材料流变应力的影响,将应变率效应和温度效应进行解耦,得到一种适用于ZL101A铝合金材料的动态本构模型。对比模型预测结果与实验数据发现,建立的本构模型可以很好地描述ZL101A铝合金的流变应力特征。
摘要:
采用分子动力学方法研究了拉伸加载下HMX基PBX界面力学行为的应变率依赖性。模拟结果显示,PBX的拉伸强度和弹性模量随着应变率的增加而增大。HMX-F2311的断裂方式与应变率相关:初始应变主要集中于黏结剂F2311,在低应变率下形成了一条大致垂直于加载方向的主裂纹;随着拉伸应变率的增加,破坏路径将分布在整个模型上;PBX的断裂失效是由于黏结剂F2311的脱粘。在单轴拉伸加载过程中,HMX-F2311的势能随拉伸应变率的增加而迅速增大,尤其在高应变率拉伸加载下,范德华力相互作用对势能的演变起到了决定性作用。分子动力学模拟揭示了应变率对HMX-F2311界面微观结构、力学行为和断裂损伤机制的影响,对PBX的设计、制备和安全使用具有重要意义。
摘要:
结构完整性是液压蓄能器设计制造的重要依据,为确定内压作用下某蓄能器壳体的最大承载能力,采用弹塑性理论分析、数值仿真与试验研究相结合的方法,对壳体塑性极限载荷和失效位置进行研究。结果显示:由于未考虑壁厚的影响,理想弹塑性分析结果明显偏高;尽管忽略了应变强化效应,但是通过荷载因子逐步加载,非线性有限元仿真得出的极限载荷仍然比较接近爆破试验实测值,误差仅为3.5%,并且预测的塑性失效位置与实际破口部位基本一致,说明非线性有限元Risk法能够获得更符合实际的结果,可用于简单薄壁压力容器的分析设计。
摘要:
炸药晶体的相结构、相变过程以及相变引起的微结构变化对炸药性能有重要影响。为研究HMX晶体的高温相变及其引起的裂纹对点火的影响,开展了HMX晶体的原位高温拉曼光谱、X射线衍射实验以及落锤实验。通过拉曼光谱和X射线衍射谱识别出不同温度加载和后处理方法对HMX晶体相结构和微结构的影响。制备了3类含有不同相结构和裂纹的HMX样品,实现了相结构和裂纹对点火影响的解耦。落锤实验结果显示,对于3类HMX晶体,按照敏感度由高到低排序依次为含裂纹的β-δ混相、含裂纹的β相、无裂纹的β相。最后,分析了高温相变和裂纹提高HMX晶体感度的原因。
摘要:
HMX是一种性能优良的高能炸药,在武器工业中广泛使用。目前,HMX在高压下特别是非静水压下的相变规律仍存在争议。为此,采用不同的传压介质,开展了非静水压下HMX晶体的高压拉曼实验研究。结果表明,HMX晶体分别在4.9、13.9和17.5 GPa发生了结构相变。在13.9 GPa下,HMX开始发生相Ⅱ→相Ⅲ的相变,并在一定的压力范围内两相共存;当压力为17.5 GPa时,出现另一个新相(相Ⅳ),在17.5~23.6 GPa的压力范围内出现相Ⅱ、相Ⅲ和相Ⅳ三相共存现象。HMX晶体在非静水压下的相变路径与准静水压下的相变路径完全不同,非静水压环境下的压力梯度是造成该差异的原因。
摘要:
HMX基PBX炸药混合体系中炸药晶体在发生高温熔化和分解反应之前,会率先发生非均匀热膨胀和固相晶型转变,使材料的力学性能和安全性能发生突变。为探究HMX晶体的热致相变对材料内部损伤演化的影响机制,发展了考虑HMX晶体热膨胀和相变等变形机制的热力耦合晶体本构模型,从力学角度揭示了黏结剂包覆HMX晶体相变对体积变形、应力状态以及裂纹成核演化过程的影响机理,量化分析了升温速率对材料相变和裂纹损伤状态的影响规律。结果表明:随着加载温度升高,HMX晶体的热膨胀和\begin{document}$\,\beta $\end{document}\begin{document}$\delta $\end{document}相变导致体积增大,晶体内部形成拉伸应力状态,同时晶体与黏结剂相互挤压形成的局部压剪作用使晶体内部出现裂纹成核和扩展现象。相变温度附近HMX晶体内部裂纹成核和扩展数量显著增加,晶体内部发生不可逆损伤。外界升温速率对晶体内部裂纹形核扩展与损伤造成显著影响,较高的升温速率会加大晶体损伤程度,增加炸药内潜在热点源及意外点火风险。
摘要:
为研究多发爆炸荷载作用下方钢管构件的动态响应及损伤情况,依据方钢管单发爆炸试验确定合理的模型参数,分析了近场爆炸总药量相同的条件下药量等分份数、药量质量比以及起爆时间间隔3种因素对方钢管构件抗爆性能的影响。结果表明:多发等分药量同时起爆时,方钢管迎爆面变形和挠度分别比单发爆炸时大17.5%和32.1%;对于两发爆炸荷载,当两发炸药的质量接近时,方钢管迎爆面变形和挠度比质量差异较大时大18.3%和19.7%。对于多发等分药量爆炸荷载:当各炸药爆心到方钢管跨中的距离相同时,非同时起爆时方钢管迎爆面的变形比同时起爆时小4.3%,且起爆时间间隔越长,变形越小;当各炸药爆心到方钢管跨中距离不同时,调整各炸药起爆时间可使方钢管迎爆面跨中变形比同时起爆时大13.9%。
摘要:
隧洞爆破周边孔不连续装药结构是影响光面爆破效果的重要因素之一。基于秘鲁圣加旺Ⅲ水电站引水隧洞工程,针对现场爆破施工方案超挖现象,采用ANSYS/LS-DYNA建立周边孔不连续装药结构数值计算模型,分析了不同药卷间距下周边孔模型的围岩爆破效果;选择最优的周边孔装药结构设计方案开展现场爆破试验,对比验证了装药结构设计对隧洞超挖的改善效果。结果表明:当周边孔药卷间距小于350 mm时,爆破不会出现欠挖现象,且超挖范围随着药卷间距的增大而减小;当周边孔药卷间距大于400 mm时,爆破效果开始出现欠挖现象,且随着药卷间距的增大,欠挖范围增大。通过数值模型对比分析得出周边孔的最优药卷间距为350 mm,采用优化后的爆破设计方案进行爆破试验,得到的超挖范围明显减小,最大超挖距离由43 cm降至30 cm。
摘要:
基于马尾草茎秆的结构特征,设计了一种新型马尾草仿生薄壁管。利用有限元软件ABAQUS,分析了双圆管和马尾草仿生薄壁管在轴向压缩下的耐撞性能和能量吸收特性。结果表明:在质量相同的情况下,仿生薄壁管的比吸能提高了34.74%,压缩力效率提高了37.50%,马尾草仿生薄壁管的比吸能随壁厚的增加而单调递增;对于肋数不同、质量相同的仿生薄壁管,肋数为4的结构耐撞性最好;在肋厚不变(比吸能损失较小)的前提下,调节肋角可以降低薄壁结构的初始峰值力。为了进一步提高薄壁管的能量吸收能力,以内半径、肋角和肋厚为设计变量,进行了多目标优化。采用响应面法和遗传算法(NSGA-Ⅱ),使比吸能最大化的同时初始峰值载荷最小化。与最初设计的仿生薄壁管相比,优化后薄壁管的比吸能提高了13.42%。
摘要:
深部煤层的地应力高、瓦斯含量高、渗透系数低,严重威胁煤炭的高效安全生产,必须进行强化增透以提高瓦斯的抽采率。水压爆破具有传能效率高、安全性好的特点,可应用于深部煤层增透。为研究深部煤层水压爆破裂纹扩展规律,基于LS-DYNA数值模拟,分析了不同的地应力、不耦合系数、耦合介质等条件下煤层的致裂效果。结果表明:地应力对水压爆破产生的冲击荷载有削减作用,地应力增大致使煤层裂纹长度变短,裂隙区范围减小,地应力在1~20 MPa范围内时,随着地应力的增大,爆破应力波的衰减逐渐减弱;不耦合系数处于1.0~3.0区间时,随着不耦合系数的增大,破碎区范围减小,裂隙区范围先增大后减小,煤层水压爆破裂纹扩展范围先增大后减小,不耦合系数为2.0时,爆破致裂效果最佳;采用不同的耦合介质爆破时,水介质耦合下爆破煤层裂隙区范围大于空气介质,水介质条件下爆破产生的有效应力最大值是空气介质下的1.35倍,水介质更有利于煤层裂纹的扩展发育。研究成果对于深部煤层水压爆破致裂增透工程实践具有一定的指导作用。
摘要:
以硬岩巷道的煤系砂岩为研究对象,利用改进的动静组合加载分离式霍普金森压杆系统进行轴压梯度为5、15、20 MPa,冲击气压梯度为0.8、1.0、1.2 MPa的一维循环冲击压缩试验。结果表明:整个循环冲击过程中,在不考虑轴压和冲击气压的情况下,砂岩的峰值应力随着冲击次数的增加呈现先增大后减小的变化趋势,而峰值应变、最大应变及平均应变率均呈现相反的变化趋势;在相同的冲击气压下,砂岩的峰值应力和累计循环冲击次数随轴压的增大而减小;在相同的轴压下,随着冲击气压的增大,峰值应力不断增大,而累计冲击次数却先增大后减小;在一维静载与循环冲击的共同作用下,砂岩的整个冲击过程可划分为压密阶段、内部裂纹发展阶段和加速破坏阶段。研究表明,地下深部矿柱失稳大概率是在静载与动载的相互作用下导致的,而动载的频繁扰动是矿柱失稳的主要影响因素。
摘要:
为研究综合管廊燃气舱内天然气爆炸时预混气体长度、管道间距、管道壁厚和管道屈服强度4种因素对同舱管道失效的影响规律和影响程度,采用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA,根据实际案例建立燃气舱三维模型,基于应变的失效判定标准,获取同舱管道的椭圆度变化情况。结果表明:天然气爆炸作用下,同舱管道的椭圆度与预混气体长度正相关,与管道壁厚和管道屈服强度负相关;同舱管道椭圆度与管道间距先负相关后正相关,该燃气舱内最优管道安全间距为0.74 m;管道屈服强度对同舱管道椭圆度的影响程度最小;当影响因素的变化率在1%~12%、13%~18%和19%~25% 3个区间时,对同舱管道椭圆度影响最大的因素分别为预混气体长度、管道壁厚和管道间距。研究结论可为综合管廊燃气舱的设计提供参考。
摘要:
地铁站内发生爆炸将造成巨大的人员伤亡和财产损失。依托上海某地铁站工程,将HJC模型嵌入开源物质点法程序中,研究了固体炸药爆炸作用下地铁站台及围岩的响应规律。结果表明:受爆炸应力波的影响,站台顶板和底板响应压强在短时间内达到峰值后迅速降低,站台结构在爆炸过程中既存在受拉区又存在受压区;在站台边墙处,由于应力波与反射波叠加,会出现超压突变区;爆炸作用使站台结构整体下沉,且起爆点正下方围岩会形成塌陷坑,起爆点正上方围岩和车站结构相对周围向上隆起;结构受损区域主要集中在结构底板,呈椭圆形;站台有柱区域的抗爆能力强于无柱区域。
摘要:
利用磁驱动斜波加载10 MA装置和激光干涉测速技术,开展了35 GPa压力下(100)晶向RDX单晶炸药的斜波压缩实验,获得了RDX单晶/LiF单晶窗口界面速度数据。实验结果显示,速度波剖面表现为明显的三波结构,由低到高依次对应弹性波、塑性波和相变波,α-γ相变的起始压力为3.1 GPa。结合修正的多相状态方程和非平衡相变动力学模型,对RDX单晶炸药的斜波压缩过程开展一维流体动力学数值模拟,模拟结果与实验结果基本一致。
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2022 年 2 期封面
2022, 36(2).  
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2022 年 2 期目录
2022, 36(2): 1-2.  
摘要:
高压物性与结构
摘要:
室温常压下锗是一种具有高载流子迁移率和窄带隙的半导体材料。在高压下,锗具有多种与硅相似的晶相,其有趣的高压行为如压致金属化和超导电性转变引起了高压研究领域的广泛关注。然而,其核心的高压相变动力学机制却鲜有深入研究。利用先进同步辐射光源的高通量X射线衍射结构诊断手段,结合基于金刚石压砧的快速动态压缩技术,研究了锗在高压相变过程中的结构演化机理。采用气膜与压电陶瓷相结合的快速加载方法,实现了数十太帕每秒的压缩速率。采用第三代同步辐射高通量粉光X射线衍射技术,实现了数十微秒时间分辨的结构解析。在相变过程中,新旧相中不同晶面的衍射强度变化存在一定的先后顺序,证实了锗的半导体相(金刚石立方结构)到金属相(β-Sn结构)的转变是位移型相变。此外,通过与静态压缩X射线衍射数据的对比,证实了在此相变过程中不同晶面消失/出现存在先后顺序的行为只能通过动态压缩和动态探测手段观察。
摘要:
CaF2 nanocrystals with a size of 11 nm have been investigated using X-ray diffraction technique under high pressure. A phase transition from the fluorite structure to the α-PbCl2-type structure has been observed at 12 GPa, which is much higher than the value observed in the bulk CaF2 and slightly lower than the one in smaller-sized CaF2 nanocrystals. The compressibility of the CaF2 nanocrystals is discussed, an obviously higher incompressibility than the bulk CaF2 is observed. The α-PbCl2-type metastable phase is retained when the pressure is released to ambient conditions. The unique high-pressure behaviors of the 11 nm-sized CaF2 nanocrystals are attributed to defects and grain size effect. The grain size effect is considered to be the main factor influencing the high-pressure behaviors of the CaF2 nanocrystals. When the size of the CaF2 nanocrystals is as small as 11 nm, the higher surface energy leads to the enhancement of the structural stability and the increase of the bulk modulus.
摘要:
力致荧光材料因具有发光亮度强、力致响应灵敏度高、稳定性良好以及无需外加电压或紫外光照射激活等特性而被广泛应用于应力传感、应力记录等领域。然而,国内外对力致荧光材料的动态冲击特性鲜有研究。通过高温固相烧结法制备了ZnS:Cu粉末,并利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对其进行了表征。结果表明,ZnS:Cu粉末晶体具有纤锌矿结构,平均颗粒大小约为20 μm。然后,通过ZnS:Cu粉末与水玻璃的混合物在靶板上涂覆形成约50 μm的力致荧光薄膜。此外,通过轻气炮平板撞击实验,得到ZnS:Cu力致荧光薄膜的输出电压信号与冲击压力呈线性关系,与理论分析结果一致。最后,提出了两种基于力致荧光薄膜的测试方法:多点冲击压力测试方法和冲击波到达时间测试方法。其中,多点冲击压力测试方法可用于微小尺度以及大尺度炸药装药爆轰压力分布式测量,冲击波到达时间测试方法可用于冲击波速度和冲击波波阵面形状等参数的测量。
高压技术
摘要:
为了获得更高的承压能力和更大的样品腔容积,在传统年轮式超高压模具的基础上,提出了一种新型棱柱形腔体剖分式超高压模具。其特点在于内部的硬质合金压缸是离散组合式的,且腔体内部的面为平面,可有效减小周向拉应力。压缸剖分块在预紧力的作用下相互挤压,提供了大质量支撑和侧向支撑效果。对剖分成6块的棱柱形腔体剖分式压缸的剖分角度进行了研究,仿真结果表明,剖分角度越大,压缸受力越小。棱柱形腔体剖分式压缸在径向、周向和轴向均承受压应力,其应力条件接近于静水压力状态,可有效提高装置的使用寿命。对压缸的应力分布情况进行进一步分析,发现棱柱形径向剖分式压缸在各方面的表现均最优。经实验验证,相较于年轮式压缸,剖分式压缸具有更高的极限承压能力,并且棱柱形径向剖分式压缸的承压能力大于切向剖分式压缸。
高压下物质的动态响应
摘要:
点阵结构具有质量轻、承压性能好、比刚度大等特点,广泛应用于轻量化部件与承压结构。采用选区激光熔覆技术制备了316L不锈钢空心点阵结构,通过准静态压缩实验和有限元数值模拟,研究了含不同尺寸空心微柱的点阵结构在压缩变形时的失效和变形模式及其成因。结果表明:316L不锈钢材料的空心管状结构在点阵压缩过程中无明显压溃失稳,其结构失效模式是由节点失效诱发微柱变形,进而造成整体失效;结构的变形模式为整体均匀变形,但是当壁厚和外径较小时,边界层将因刚度不足而率先变形;增大空心微柱尺寸可使结构刚度增大。
摘要:
通过广角X射线衍射仪、差示扫描量热法实验、扫描电子显微镜以及聚脲喷涂钢筋混凝土板的接触爆炸实验,研究了Qtech T26抗爆型聚脲(T26聚脲)的力学强度、分子结构及热性能,分析了有无涂层钢筋混凝土板的宏观形貌及涂层的微观形貌,考察了T26聚脲喷涂钢筋混凝土板的抗爆能力和防护机理。结果表明:T26聚脲的拉伸强度达到25.4 MPa,断裂伸长率为451.9%;其分子链中软段与硬段之间排列有序,微晶区结晶度为24.11%;软段玻璃化转变温度为−44.9 ℃,硬段玻璃化转变温度为36.5 ℃,呈现出一定的微相分离形态。爆炸实验后,无涂层钢筋混凝土板的迎爆面出现较大凹坑,背爆面被震塌,混凝土破碎;而对于有涂层的钢筋混凝土板,其迎爆面出现较小凹坑,迎爆面涂层除了因瞬间高温而导致的聚脲软化外,爆炸反射波的稀疏拉伸作用使聚脲材料发生破坏,聚脲涂层被撕裂,而背爆面则由于聚脲涂层削弱了稀疏拉伸波的作用,从而保护混凝土材料不被破碎,避免爆炸碎片飞溅。
摘要:
为探索爆炸载荷下舱内夹芯复合结构的动态响应特性与防护效能,采用小尺度舱室结构模型实验,结合有限元数值分析,开展了不同爆炸距离下舱内双层泡沫铝夹芯结构的动响应特性和变形模式研究。分析了不同爆距下舱内爆炸载荷的作用过程和时空分布特性,讨论了在初始冲击波、初始冲击波叠加各壁面二次反射波和舱内爆炸准静态压力3种载荷下泡沫铝夹芯结构的变形模式。爆炸载荷下舱室壁板承受的载荷依次为初始冲击波、各壁面二次反射波和准静态气压。炸药在靠近舱室一端处起爆时,初始冲击波在近端壁的局部效应明显,在远端壁的作用范围更大,与舱室中心爆炸相比,其爆轰产物波动次数更少。泡沫铝夹芯结构的变形过程可分为泡沫芯层压缩、局部凸起变形和整体挠曲变形3个阶段,对应迎爆面板局部凸起叠加整体挠曲大变形、局部凸起叠加整体挠曲大变形和整体挠曲大变形3种变形模式。
摘要:
3D打印技术有力促进了金属点阵材料的发展,而碰撞吸能是点阵材料的重要应用领域之一,为此综述了课题组近期在界面增强点阵吸能方面的研究。受金属材料微观变形机理中晶界强化机制的启发,通过在点阵结构中引入晶界和孪晶界等宏观界面构型,构造了含多个界面的多晶点阵结构,研究其耐撞吸能性能。具体而言,构造了胞元构型为简单立方、面心立方和三斜晶系的不同多晶点阵结构试件,通过一系列参数化有限元模拟,并结合增材制造技术开展验证性实验,研究了晶粒尺寸(晶界密度)、界面两侧晶向差、界面取向角度等参数对结构压溃变形模式和吸能性能的影响,发现对称性强的界面(如孪晶界)可以增强点阵结构的吸能性能。进一步研究发现,描述材料微观强化机理的Hall-Petch关系仍然适用于所提宏观多晶点阵结构。该研究可为发展新型轻质点阵吸能结构提供一定的参考。
摘要:
为研究多层板结构中薄板在碎片云作用下的变形与破坏问题,开展了超高速撞击多层板实验。实验结果表明,薄板在高速碎片云冲击下的典型破坏特征为中央穿孔及环孔凹陷变形与花瓣型撕裂。在此基础上,考虑弯矩和膜力作用,建立了描述薄板在轴对称分布强冲击载荷作用下大变形的理想刚塑性环板模型,据此可以计算环板变形过程的横向与径向速度场,结合Grady破碎理论,可以计算花瓣型撕裂的花瓣数,理论计算值与实验比较吻合。研究结果可以为多层板结构在超高速弹丸撞击下的毁伤评估提供理论基础。
摘要:
为了探究钢筋混凝土框架-砌体墙建筑物的内爆毁伤效应,开展了内爆载荷下砌体墙结构动力响应和失效规律研究。采用数值模拟方法,并结合理论分析,研究了不同当量内爆载荷下砌体墙的失效机理以及失效形式转化过程。结果表明,小药量内部爆炸时,砌体墙的主要失效形式为弯曲导致的墙面开裂。随着药量增加,墙体边界在首道冲击波反射超压作用下发生以剪切变形为主导的失效。而在大药量条件下,首道冲击波超压使砌体墙材料达到极限抗压强度而发生压溃失效。研究结果可为砌体墙结构毁伤评估与防护设计提供技术参考。
摘要:
混凝土材料的动态压缩强度不仅具有明显的应变率强化(硬化)效应,同时还具有明显的温度弱化(软化)效应。在应变率和温度联合条件下,压缩强度随应变率和温度变化过程中不仅存在清晰的应变率拐折点,拐折点前后压缩强度随应变率变化速率明显不同,而且在不同温度下发生拐折时,其拐折点对应的应变率也存在明显差异。参考近年来相关文献中混凝土材料在率温联合条件下的压缩实验数据,结合理论分析,探讨了在不同温度、不同应变率条件下混凝土材料压缩强度联合效应因子K的变化规律;并对实验数据进行拟合,得到了不同应变率、不同温度下K(T)-\begin{document}$\dot{\varepsilon} $\end{document}的预测表达式,确定了应变率强化和温度弱化对压缩强度的耦合影响;通过分析应变率拐折点与温度的关系,确定了应变率和温度联合条件下应变率敏感区和不敏感区的率温联合条件界限;建立了率温效应相当(K = 1)时的率温等效方程,并确定了混凝土材料的率温等效参数。
摘要:
为研究橡胶在不同应变率下的响应特性,建立应变率相关的橡胶黏超弹性本构模型,分别采用超弹性本构模型和黏弹性本构模型表征其非线性弹性行为和应变率相关的弹性行为。首先,对于超弹性模型,基于最小二乘法,对比了Mooney-Rivlin模型、修正的Mooney-Rivlin模型、Yeoh模型、修正的Yeoh模型、Ogden模型和Arruda-Boyce模型等超弹性本构模型的拟合能力。结果表明,经修正的Mooney-Rivlin模型和Yeoh模型的拟合优度与Ogden模型和Arruda-Boyce模型接近。在此基础上,基于一种参数较少且拟合效果良好的修正Mooney-Rivlin模型和应变率相关的Maxwell模型,建立了橡胶黏超弹性本构模型,考察了该黏超弹性本构模型在单轴拉伸和单轴压缩情况下中高应变率时的拟合能力。结果表明,对于这两种受力情况下的应变率相关的实验数据,该黏超弹性本构模型的拟合优度均在0.95以上。研究结果为大应变率范围内单轴拉伸和单轴压缩下橡胶的本构模型选择提供了参考。
摘要:
为研究钢筋对混凝土靶侵彻作用的影响,基于混合物理论,建立了钢筋混凝土的等效混合物模型,同时还建立了将钢筋等效为钢板和素混凝土板的有限元模型,并通过弹体贯穿剩余速度、靶体压力场对两种方法进行比较,分析侵彻作用过程。计算结果表明:基于混合物理论的等效钢筋混凝土混合物模型能够较好地反映侵彻时钢筋的作用,既可以满足计算精度,又能够简化建模过程,提高计算效率,是进行侵彻数值分析的有效简化方法;钢筋混凝土板自由表面附近的钢筋分布能够提高靶对弹体的阻力,但其作用效果有限。
高压科学应用
摘要:
为提高定向战斗部的毁伤效能,明确序贯起爆参数对定向战斗部毁伤效能的影响,运用LS-DYNA有限元程序,采用破片速度差累加和飞散角累加的方法,研究了不同序贯起爆参数下破片初始威力参数,利用毁伤概率法,计算了不同序贯起爆参数下战斗部对地面军用车辆的毁伤效能。结果表明:起爆线个数和起爆线夹角主要影响破片速度大小,起爆延时时间主要影响破片速度大小和飞散角正负占比。相对于偏心一线和三线序贯起爆,偏心两线序贯起爆在落高为7~9 m时有7.5~25.0 m2的毁伤面积。当起爆线夹角由30°增大到120°,落高为4~8 m时,战斗部对地面军用车辆的毁伤面积降低3.9%~60.3%。序贯起爆的延时时间由零增加到0.75倍的相邻起爆点间爆轰波传播时间,落高为4~8 m时,战斗部的毁伤面积增加8.4%~87.2%。当起爆方式采用偏心两线序贯起爆,起爆线夹角取30°~60°,延时时间取0.50~0.75倍的相邻起爆点间爆轰波传播时间时,破片战斗部对地面军用车辆目标具有较好的毁伤效能。
摘要:
针对在多次水下爆炸中船体梁的累积毁伤问题,采用 AUTODYN软件与试验相结合的方法,分析了炸药当量、爆距、爆炸次数等因素对船体梁累积毁伤效应的影响。结果表明:在水下爆炸加载作用下,船体梁会发生中部凹陷局部塑性变形和整体中拱塑性弯曲变形。在一定冲击因子作用下,其挠度与水下爆炸加载次数呈线性关系,且药量越大,挠度越大。爆距相同时,同等当量炸药对船体梁进行单次和均分连续3次水下爆炸加载,其最终塑性变形挠度不同,均分连续3次爆炸作用下船体梁的塑性变形挠度更小。
摘要:
为了研究RDX基聚黑铝炸药(JHL-X)的能量输出特性及其评估方法,通过绝热式量热仪、水下爆炸系统、空爆系统分别测试了JHL-X的爆热、水下爆炸能量、地面超压。结果表明:JHL-X在真空中的爆热值与在N2中的爆热值基本一致,约为1.75倍TNT当量;在空气中的爆热值为8045.724 J/g,为1.93倍TNT当量,比真空和N2中高10%。JHL-X水下爆炸中的冲击波能、气泡能分别为0.935、4.614 kJ/g,总能量为1.83倍TNT当量。空爆时,根据通过地面超压得出的TNT和JHL-X超压公式,得到1.5、2.0、2.5 m处的JHL-X的TNT当量分别为2.14、1.70、1.75,均值为1.86。采用水下爆炸和真空爆热法时,因外界环境不供氧,致使两种实验方法评估出的JHL-X炸药能量一致;而采用空爆和空气爆热法时,因外部环境供氧,致使含铝炸药中Al的反应增加,总能量提高,两种方法得到的实验结果相近。因此,在评估炸药能量水平时,需考虑炸药配方设计和实际用途,进而选择合适的评估方法。
摘要:
为研究爆轰驱动下椭圆截面自然破片杀伤战斗部壳体的膨胀破裂过程以及壳体破片径向速度分布,建立了椭圆截面战斗部三维模型。通过AUTODYN-3D软件,采用Lagrange算法模拟爆轰驱动下椭圆截面自然破片战斗部壳体的膨胀断裂过程,研究了端面单点中心起爆方式下短长轴断裂时间差与短长轴比的关系,以及不同起爆点、不同短长轴比和不同装填比(即装药与壳体质量之比)对椭圆截面战斗部径向破片速度分布的影响。结果表明:与端面中心单点起爆、端面长轴双点偏心起爆和端面短长轴四点偏心起爆相比,端面短轴双点偏心起爆方式对椭圆截面战斗部壳体破片径向速度的增益效果最好。装填比一定时,短、长轴断裂时间以及短、长轴断裂时间差与短长轴比呈线性关系,战斗部壳体膨胀过程中截面形状的实时短长轴比与加载时间呈线性关系;随着短长轴比的增大,战斗部壳体破片径向速度增益逐渐减小。短长轴比一定,装填比小于1时,破片速度随方位角增大呈正弦趋势上升,且短、长轴方向破片速度差与装填比呈线性关系。
摘要:
为研究不同结构复合装药在慢速烤燃过程中的响应规律,分别设计了JH-2和JHB炸药的\begin{document}$\varnothing $\end{document}19 mm单独药柱装药和\begin{document}$\varnothing $\end{document}30 mm复合药柱装药烤燃弹,通过慢速烤燃试验分别获得了单独药柱烤燃弹在1和2 ℃·min−1升温速率、复合药柱烤燃弹在1 ℃·min−1升温速率下的温度-时间变化曲线,并结合数值模拟进一步分析了烤燃弹内部温度场的变化。研究结果表明:单独药柱装药情况下,低敏感炸药能明显降低弹药在热刺激下的响应等级;而在复合药柱装药时,烤燃弹响应点均位于外层低敏感药柱靠近壳体的环状区域,响应温度随高能药柱直径的增加而升高,响应等级随外层低敏感药柱厚度的增加而增加,复合装药由于药柱接触面存在接触热阻,烤燃弹传热受到阻滞,使得内部高能药柱极少参与反应。
摘要:
依据岩石破坏的能量转化机制和单元整体破坏准则,提出了同时考虑岩石内部积聚的可释放应变能、岩石破坏所需的表面能临界值及脆性系数的多参量岩爆判据。基于三维离散元(3DEC)数值仿真平台,对上述岩爆判据进行了二次开发,研究了在不同埋深、不同侧压力系数下深地下工程在开挖扰动时的围岩主应力差、能量及岩爆倾向性响应特征。结果表明:围岩的主应力差较大值多集中在洞室拱顶,弹性应变能密度较大值多集中在洞室拱顶和拱脚处;随着埋深和侧压力系数的增加,岩爆判据指标的数值和较大值的分布范围均增大。为了验证所提岩爆判据和数值模拟方法的合理性与适用性,对锦屏二级水电站4#引水隧洞岩爆灾害进行了数值模拟与分析,发现岩爆灾害强弱程度及发生位置与工程实际情况相符。研究结果为深地下工程岩爆灾害的预测预报和有效防控提供了理论支持和技术指导。
摘要:
为了有效地降低预裂爆破振动对边坡岩体和周边建构筑物的扰动,除了关注预裂缝的减振效应外,还需对预裂孔本身的爆破参数和起爆方式进行优化。为此,采用正交试验法,选用C30混凝土为爆破对象的相似模拟材料,开展预裂孔爆破成缝过程的相似模型试验,选取不耦合系数、延期时间、最大单响药量3个因素,每个因素设置4个水平,以有效半孔率、预裂缝宽度和原岩损伤率为评价指标,通过极差与方差计算分析各因素对评价指标的敏感度,确定了本次模型试验达到最佳爆破效果的预裂孔爆破参数:不耦合系数为1.33,延期时间为12 ms,最大单响药量为1.8 g。研究结果可为现场预裂孔爆破参数选择和精确延期时间设计提供指导。
摘要:
水产品捕捞后,由于微生物与内源酶的作用,在脂肪氧化等其他因素的影响下,感官品质下降,采用适当的处理手段可以延缓其劣变。超高压技术具有压力传递均匀、杀菌效果好、灭酶彻底等特点,能保全食品加工前的色泽、香味及各类营养成分,同时还可以赋予食品新的口感,具有低能耗、高效率、无二次污染、操作简便等优点。在介绍超高压处理技术主要优缺点、工作原理与作用机制的基础上,阐述了该技术在水产品灭菌、钝酶与加工改性等方面的应用研究进展,提出超高压处理可联合物理、化学及生物保鲜技术提升作用效果,并对超高压技术在水产品中的发展前景予以展望。
动载下剪应力对硫化镉单晶相变影响的实验研究
唐志平, Gupta Y M
[摘要](12983) PDF(17276)
摘要:
动载下剪应力对相变起始压力有无影响,长期以来一直是一个未解决的问题。Duvall和Graham建议用硫化镉(CdS)晶体来作为判断材料。本文采用前后压电石英传感器方法系统地研究了高速平面撞击下的c轴CdS单晶试样中剪应力对相变起始压力的影响。实验测得其轴向相变起始应力为T=(3.250.1) GPa,对应的平均压力pT=(2.290.07) GPa,与静高压值2.3 GPa相比在实验误差范围内很吻合,这时相应的剪应力T=0.72 GPa,高达平均压力的31.5%。这一结果表明,相变机制可以假定为仅与临界平均应力或临界热力学状态有关,剪应力对相变起始压力的影响可以忽略。
在均匀外压力作用下柱壳的蠕变
Shesterikov S A, Lokochtchenko A M
[摘要](8946) PDF(6394)
摘要:
文中描述了对柱壳在蠕变到断裂条件下的形变实验研究,进行了三个系列的实验研究:第一个实验为,用X18H10T材料制造的长为380 mm的圆柱壳,在温度为850 ℃的情况下,加载到发生蠕变的状态下,测量发生断裂的时间和圆柱的椭圆度。第二个实验为,用Xastell-X合金,在800 ℃和900 ℃的情况下进行的,作者并对六个不同作者和模型的计算结果进行了比较。第三个实验为,用Xastell-X合金在700 ℃温度下,由西德Cooper进行的。作者应用三种理论模型和实验结果进行了比较,均在误差范围之内。
90 GPa(准)静水压力的产生及压力分布的测量
刘振先, 崔启良, 邹广田
[摘要](14569) PDF(2013)
摘要:
本文使用固态氩做传压介质,在自制的Mao-Bell型金刚石对顶砧装置中获得了90 GPa的准静水压。通过测量样品室内不同位置上红宝石荧光R1线的频移来确定压力分布。实验结果表明在80 GPa以下,样品室内不同位置上的压力与平均压力(p)的差p很小,最大的p/p不超过1.5%。在90 GPa时,红宝石的荧光R线与常压的很相似。这表明利用固态氩做传压介质可以获得接近100 GPa的准静水压。此外,对红宝石荧光光谱中位置在14 938 cm-1和14 431 cm-1两条谱线随压力的变化情况也作了讨论,并由此得出结论,14 938 cm-1这条线也可用来标定压力。
金属线性热膨胀系数的研究
郑伟涛, 丁涛, 钟凤兰, 张建民, 张瑞林
[摘要](15369) PDF(1761)
摘要:
从温度T时的压强表达式出发,结合普适状态方程(UEOS)、Debye模型和热力学关系式,给出了计算金属线性热膨胀系数的普遍公式。并对Al、Cu、Pb的这一物理量进行了具体计算。结果表明,理论与实验符合较好。
基于国产铰链式六面顶压机的大腔体静高压技术研究进展
王海阔, 贺端威, 许超, 管俊伟, 王文丹, 寇自力, 彭放
[摘要](13464) PDF(1588)
摘要:
大腔体压机技术因具有静水压性好、样品尺寸大、样品腔内压力与温度分布均匀,且可与同步辐射X射线、中子衍射、超声测量等技术结合对样品进行原位测量等优点,越来越受到高压领域科研工作者的青睐。国内大腔体压机技术多基于国产铰链式六面顶压机构架,国产六面顶压机常规一级压腔所能产生的压力极限较低,约为6 GPa,在一定程度上制约了国内高压科学及相关学科的发展。近几年,基于国产六面顶压机,设计了两种一级压腔增压系统,集成了6-8型二级压腔加压装置。目前,在提供厘米量级样品的前提下,设计的两种一级压腔所能达到的最高压力约为10 GPa;若采用硬质合金二级顶锤,设计的6-8型二级压腔所能达到的最高压力约为20 GPa。最近,自行设计并制备了可产生高于50 GPa压力的多晶金刚石二级顶锤,采用此种顶锤将基于国产六面顶压机构建的二级加压系统的压力标定至35 GPa,拓展了国内大腔体静高压技术的压力产生范围。
可变形战斗部弹体变形型面研究
龚柏林, 卢芳云, 李翔宇
[摘要](7746) PDF(1508)
摘要:
基于炸药瞬时爆轰理论,将战斗部变形阶段的结构简化为辅助装药,对等效圆柱壳体实施爆轰加载,并在等效壳体上的加载段引入若干个塑性铰,相应地将辅助装药划分成与塑性铰相对应的若干个独立微元。针对均匀加载下等效壳体的原始位移分布,采用具有能量分布梯度的辅助装药加载进行匹配,设计出能实现D型型面的辅助装药形状,最后通过数值模拟进行验证。结果表明,采用该形状的辅助装药能实现较理想的D型弹体变形型面。
混凝土HJC、RHT本构模型的失效强度参数
张若棋, 丁育青, 汤文辉, 冉宪文
[摘要](16437) PDF(1461)
摘要:
通过对LS-DYNA、AUTODYN数值软件中混凝土HJC、RHT本构模型失效强度参数的分析计算,发现原始失效强度参数在较高静水压下将导致混凝土失效强度降低。提出了利用混凝土的特征强度确定HJC、RHT失效强度参数的方法,并通过计算得出了校验后的失效强度参数值。最后,使用校验前后的失效强度参数进行了混凝土侵彻实验的数值模拟。计算结果表明:使用校验后参数的数值模拟结果与实验结果更为吻合。由于HJC本构模型中没有引入偏应力张量第三不变量,所以结果不够满意。
Tuler-Butcher模型中考虑已有损伤影响的一种修正
蒋东, 李永池, 郭扬
[摘要](10106) PDF(1262)
摘要:
基于Tuler-Butcher模型提出了一种修正的损伤演化模型。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45钢和铝锂合金两种延性金属材料的平板正碰撞层裂实验进行了数值模拟,计算结果与实验结果吻合得较好,验证了本模型的正确性。
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
[摘要](13015) PDF(1253)
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。
近十年我国在地球内部物质高压物性实验研究方面的主要进展
刘曦, 代立东, 邓力维, 范大伟, 刘琼, 倪怀玮, 孙樯, 巫翔, 杨晓志, 翟双猛, 张宝华, 张莉, 李和平
[摘要](10127) 阅读全文(4433) PDF(1213)
摘要:
近十年中国主要地学科研院所都将高温高压实验研究领域作为重点发展学科方向,加大人才引进力度,促进了地学领域高压物理实验研究的快速发展。本文借《高压物理学报》创刊30周年之际,对最近十年由中国科学家主导的、与地球科学联系紧密的相关高压物理研究成果进行了总结和梳理,所涉及的研究方向主要有:下地幔的有关相变、下地幔矿物中铁的自旋态转变、地核物性、岩石电性测量、矿物电性测量、矿物状态方程、高压谱学、高压扩散、高压超声、硅酸盐熔体物理性质、地质流体等。总体来说,过去十年是中国地学高压物理研究飞速发展的十年,研究成果的数量、重要性和显示度都有较大突破,在国际上占有重要地位。这种快速发展势头仅仅是开始,未来十年将是中国地学高压物理研究发展过程中的关键十年,需要各位同仁共同砥砺前行。
球形破片长距离飞行时速度衰减规律研究
谭多望, 温殿英, 张忠斌, 于川, 谢盘海
[摘要](13633) PDF(1193)
摘要:
通过二级轻气炮发射方式、激光无阻测量方法测量了不同材料、不同直径的球形破片在不同初速条件下长距离(最大距离达120 m)飞行时的速度衰减规律。试验结果表明:在同一初速条件下,球形破片长距离飞行时的衰减系数为常数;破片飞行空气阻力系数与破片初速有关,在战斗部设计关心的范围内(1.2~2.2 km/s),阻力系数与初速成线性关系。
分形图形周界和面积的关系
龙期威
[摘要](15009) PDF(1187)
摘要:
本文讨论分形图形周界和面积的关系;指出:在现实存在的有限层次自相似结构的近似分形图形中,Mandelbrot的周界-面积分维关系不适用。这可能是一些用此方法测出的分维值随码尺大小变化的根本原因。
超高速撞击中影响碎片云形状因素分析
唐蜜, 柏劲松, 李平, 张展冀
[摘要](12763) PDF(1182)
摘要:
应用光滑粒子流体动力学(SPH)方法对铝球弹丸正撞击防护屏进行了数值模拟研究,将计算结果同相应的实验结果进行了比较,二者符合得很好。在此基础上分析了撞击速度、防护屏厚度、铝球直径、材料、弹丸形状、间隙量等因素对碎片云的影响规律。并以碎片云的长度和径向尺寸为指标,应用正交设计方法对撞击速度、防护屏厚度、铝球直径三因素对指标的影响主次关系进行了分析研究,防护屏厚度是碎片云长度的主要影响因素,而弹丸直径是碎片云径向的主要影响因素。
六面顶压机上常温高压超声测量的样品组装设计
王青松, 王志刚, 毕延
[摘要](10230) PDF(1180)
摘要:
简要介绍了高压超声测试技术中样品组装的设计原则。设计了一套新的样品组装,并测量了纯Al和纯Cu在常温下的等温状态方程。实验结果表明,新的组装能够实现较理想的准静水压加载,同时也能够测试出良好的超声信号。分析了六面顶压机上常温超声测量的主要误差来源。
常温下JB-9014钝感炸药的DSD参数研究
谭多望, 方青, 张光升, 何智
[摘要](13726) PDF(1178)
摘要:
爆轰冲击波动力学(DSD)是目前研究爆轰波非理想传播的有效途径。利用爆轰冲击波动力学的广义几何光学模型,研究了大长径比药柱中爆轰波非理想传播现象,根据常温下Ф10~30 mm药柱的直径效应实验数据,通过非线性优化方法遗传算法,确定了一套JB-9014钝感炸药的DSD参数。这套DSD参数对JB-9014药柱中定态波形和爆速的计算与实验结果符合。
面向新世纪的冲击波物理学第12届凝聚介质冲击压缩国际会议简介
龚自正
[摘要](13660) PDF(1177)
摘要:
对第12届凝聚介质冲击压缩国际会议(SCCM-2001)进行了简介和综合分析,介绍了凝聚介质冲击压缩近年来的新进展,回顾了20世纪动高压或应力下凝聚介质物理学和力学的基本范式和取得的成就,展望了冲击波物理学在21世纪所面临的挑战和机遇。
基于铰链式六面顶压机的二级6-8模超高压大腔体内置加热元件的设计与温度标定
陈晓芳, 贺端威, 王福龙, 张剑, 李拥军, 房雷鸣, 雷力, 寇自力
[摘要](14172) PDF(1170)
摘要:
首次报道了一种新型的基于铰链式六面顶压机的二级6-8模大腔体静高压装置的内置加热元件的设计与温度标定。此加热组装结构简单,升温快,保温效果好,并有效地解决了国外基于两面顶压机构架下的二级6-8模内加热组装中热电偶在施加压力时易断的问题。以低成本的碳管为加热元件,采用直接和间接两种加热方式,用双铂铑(Pt6%Rh-Pt30%Rt)B型热电偶进行温度测量,并根据实验过程中加热功率与腔内实际温度的关系,对不同压力下腔体内的温度进行了标定。实验结果表明:此加热系统的油压达到40 MPa(腔体压力约10 GPa)时,温度可以达到1 700 ℃以上;在油压为30 MPa、样品室温度为1 000 ℃时,保温时间可达2 h,甚至更长;实验中获得样品的直径可达3 mm,高度可达7 mm,实现了在高温超高压条件下大样品的制备,满足了实验对产生高温超高压条件的需要。
高温高压下冲击波淬火的锆基大块金属玻璃的相演化过程研究
杨超, 陈维平, 战再吉, 蒋建中
[摘要](13470) PDF(1162)
摘要:
采用同步辐射能散X射线衍射技术,研究了高温高压下利用冲击波淬火技术制备的Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块金属玻璃的相演化过程。研究结果发现:在实验压力范围内,在不同压力下试样具有相同的初始析出相Zr2Be17,但是随后的相演化过程是不同的,根据应用压力的不同,试样的相演化过程可以分为3个不同的区域;另外,试样的晶化温度随着压力的增大而升高,但是在6.0 GPa存在一个突然的下降,在此压力点试样具有不同于其它压力点的相演化过程。相演化过程的不同和晶化温度的突然下降,可能归因于在不同压力下试样具有不同的原子构型。
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
[摘要](10248) PDF(1160)
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。
复合式反应破片对柴油油箱的毁伤效应试验研究
谢长友, 蒋建伟, 帅俊峰, 门建兵, 王树有
[摘要](12175) PDF(1160)
摘要:
设计并制备了两种不同配方的新型复合式反应破片,并进行了该反应破片对装有柴油油箱的毁伤试验。复合式反应破片由壳体、裸反应破片、顶盖组成。裸反应破片采用铝粉和聚四氟乙烯、钛粉和聚四氟乙烯两种材料配方真空高温烧结制成。试验利用12.7 mm弹道枪发射复合式反应破片,并用高速摄影仪记录破片对油箱的毁伤过程。两种配方的复合式反应破片均能穿透6 mm厚油箱壁,并具有明显的引燃效果。试验结果表明,与惰性破片相比,复合式反应破片兼有侵彻能力和引燃纵火能力。
炸药爆炸冲击波合成纤锌矿型氮化硼
谭华, 韩钧万, 王晓江, 苏林祥, 刘利, 刘江, 崔玲
[摘要](11357) PDF(1159)
摘要:
本文报道了用国产石墨型氮化硼(gBN)为原料在炸药爆炸产生的冲击波作用下合成纤锌矿型氮化硼(wBN)的技术。对冲击波作用后的回收产物进行化学分离,得到杂质含量低于0.5%的wBN产品;回收产物的wBN的转化率高于50%;单发试验产量达11~12 g。目前已利用这一技术生产出少量wBN产品。在相同的冲击波条件下,对四种不同来源的gBN进行了合成试验。发现wBN的转化率强烈地依赖于原始gBN的结晶特性。比表面积测量及X射线衍射观察表明,冲击波合成的wBN是一种多晶微粉,平均颗粒度约0.1 m,平均晶粒度约17.5 nm。差热分析显示放热反应起始温度为1 055 K,峰顶温度1 238 K。
顽火辉石的高温高压同步辐射研究
马艳梅, 周强, 杨凯峰, 李雪飞, 沈龙海, 崔启良, 刘景, 邹广田
[摘要](10021) PDF(1157)
摘要:
采用同步辐射能量色散X射线衍射技术、激光加热技术和金刚石对顶砧(DAC)高压装置,在温度为2 000 K和压力为23 GPa的范围内,对采自地幔二辉橄榄岩中的顽火斜方辉石,进行了原位的高温高压能量色散X射线衍射(EDXRD)测量。实验结果表明:当压力为15.3 GPa、温度为1 600 K时(相当于地球内部410 km处的地震波不连续界面的温压环境),顽火斜方辉石转变为橄榄石的相瓦兹利石(Wadsleyite)相;继续加温加压至2 000 K、23 GPa时(相当于地球内部670 km处的地震波不连续界面的温压环境),顽火斜方辉石相变为钛铁矿(Ilmenite)结构和钙钛矿(Perovskite)结构的混和相。实验结果进一步证明,在地幔中存在的两个地震波不连续界面是由橄榄石、顽火斜方辉石等矿物的相变引起的。
爆轰产物JWL状态方程应用研究
赵铮, 陶钢, 杜长星
[摘要](15046) PDF(1151)
摘要:
通过对凝聚态炸药爆轰产物JWL状态方程的研究,提出了一种确定JWL状态方程参数的拟合法,即利用律状态方程来拟合JWL状态方程参数。这种新方法不需进行圆筒试验,与现有方法比较,具有经济、安全、方便、准确的特点。利用这种方法拟合确定了4种常用炸药TNT、C-4、PETN、HMX的JWL状态方程参数,通过与圆筒试验法得出的JWL状态方程p-V曲线进行对比,证明拟合法具有较高的精度,完全可以满足计算爆炸力学的应用。
高密度聚乙烯(HDPE)在静高压下的强度研究
杨光群, 王惠, 吴瑞琪
[摘要](11895) PDF(1146)
摘要:
高密度聚乙烯(HDPE)在1~2 GPa的静高压下发生熔体结晶。用压缩的方法对经过高压处理后的样品进行了杨氏模量的测量。测量结果表明:样品的杨氏模量随压力和结晶度的增加而增大,最大值达到1.46 GPa。伸直链晶体的形成是杨氏模量增加的重要因素。
片状h-CN化合物的高温高压化学合成与表征
杨大鹏, 李英爱, 杜勇慧, 苏作鹏, 吉晓瑞, 杨旭昕, 宫希亮, 张铁臣
[摘要](14165) PDF(1145)
摘要:
以高温烧结三聚氰胺制得的CNH化合物为C、N源,与分析纯单质硼粉以一定比例混合,在5.0~5.5 GPa、1 400~1 500 ℃高温高压条件下,经化学反应合成了六角硼碳氮(h-BCN)晶体。用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对产物进行了表征,结果表明,得到了含碳量较高的六方结构B0.18C0.66N0.16化合物,成分接近于BC4N,硼、碳、氮是以原子化合的形式存在;XRD分析确定该合成产物具有六角网状结构;SEM测量结果表明,B-C-N晶体具有片状六角形貌,尺寸在1 m左右。
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
[摘要](14010) PDF(1144)
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。
论VLW状态方程
龙新平, 何碧, 蒋小华, 吴雄
[摘要](14114) PDF(1132)
摘要:
论述了VLW状态方程中爆轰产物分子势参数的确定;根据不同类型炸药爆轰性能参数计算结果对炸药爆轰产物碳在CJ态的相进行了分析讨论,认为不同的炸药,产物碳有石墨和金刚石两种相存在;将VLW状态方程和BKW状态方程进行了比较分析,指出了BKW状态方程与VLW状态方程的区别及其产生的原因,并给出了VLW状态方程计算含能材料(包括高能炸药、燃料空气炸药、民用炸药)的爆轰性能参数计算结果。结果表明,计算值与实验值符合较好。
聚晶金刚石复合体超高压液相烧结理论研究
邓福铭, 赵国刚, 王振廷, 郭港, 刘晓慧, 陈启武
[摘要](11326) PDF(1119)
摘要:
在对前人有关聚晶金刚石超高压烧结机理的综合分析与评价的基础上,通过对金刚石与不同组分的钴熔体相互作用规律,及金刚石从钴熔体中的结晶热力学与动力学的理论研究,提出了石墨优先金刚石溶解和金刚石石墨化溶解的观点,阐明了钴熔体的性质对金刚石(石墨)的浸润扩散溶解过程,以及金刚石再结晶析出过程的影响,认为在金刚石-钴烧结系统中存在三种主要烧结机构:颗粒重排,溶解-析出和聚晶固架形成机构。不同温度条件下不同碳含量钴熔体在烧结过程中,对于促进金刚石表面石墨化,进一步引起颗粒重排,实现sp3结构碳原子在金刚石颗粒间的有效迁移传递以及D-D直接结合等方面起到了十分重要的作用。根据上述金刚石超高压液相烧结理论的基本观点,可较合理地解释聚晶金刚石复合体(PDC)在超高压烧结过程中观察到的一些基本现象和实验事实。
高压合成金刚石聚晶的耐磨性与其所含金刚石粒度的关系
吕智, 戴玉芝
[摘要](6496) PDF(1105)
摘要:
本文通过原料金刚石聚晶(PCD)耐磨性影响的实验研究,发现金刚石粒度的变化对PCD耐磨性有显著影响。同时,作者在对PCD的微观形貌的观察和分析的基础上,提出细粒金刚石PCD耐磨性提高的主要原因是其自身致密度的增加。
弹粘塑性双球壳塌缩热点反应模型
温丽晶, 段卓平, 张震宇, 欧卓成, 黄风雷
[摘要](10417) PDF(1101)
摘要:
基于Kim的弹粘塑性单球壳塌缩模型,考虑PBX炸药中的粘结剂效应,假设炸药和粘结剂均为弹粘塑性材料,建立了弹粘塑性双球壳塌缩热点反应模型,给出了炸药球壳在冲击压力作用下的速度、应变、温度和化学反应速率的时空分布,以及新的热点反应速率理论表达式。把新的热点反应项与Kim的低压下慢反应项和张震宇提出的高压反应速率方程相结合,得到了新的冲击起爆三项式细观反应速率模型。把该模型加入DYNA2D中,模拟了PBX-9501炸药的一维冲击起爆过程,结果表明:该模型除了可以解释炸药颗粒度和孔隙度的影响外,还可以较好地描述粘结剂强度和含量对PBX炸药冲击起爆感度的影响。
固体的热膨胀系数
严祖同
[摘要](9133) PDF(1097)
摘要:
本文由Grneisen第二定则出发,采用普适能量函数作为原子间相互作用势能函数,计算立方晶体金属元素和几种NaCl型结构的碱卤晶体的线膨胀系数。计算值与实验值符合得很好。
炸药爆炸作用下液体破碎后颗粒尺寸分布的研究
胡栋, 韩肇元, 张寿齐, 赵玉华, 王炳仁, 陈军, 孙珠妹, 蔡庆军, 姚久成, 董石
[摘要](15541) PDF(1096)
摘要:
对液体抛撒的液滴尺寸进行研究在军事和民用上是很重要的,国内刚开始使用激光散射仪开展此项研究工作。利用R. A. Dobbins等人的液体颗粒测量技术,研制了一套既简单又实用的测量液体抛撒过程中液滴尺寸的实验装置激光散射仪。对于激光与液体微粒的相互作用,当微粒的反射与折射和吸收效应可被忽略时,可导出液体微粒对激光散射的光强公式。只要测量激光被微粒散射的光强,就可推算出微粒的Sauter平均直径。在使用激光散射仪测量液体抛撒液滴尺寸的实验中,用水代替爆炸抛撒液体,测量结果表明:液体抛撒二次破碎中,在固定位置测量到的云雾区液滴Sauter平均直径随测量时间的增加呈现出减小的趋势;而云雾区的宽度则随着与抛撒中心距离的增大而呈现出增加的趋势;云雾区前沿的液滴Sauter平均直径随着与抛撒中心距离的增加而呈现出先逐渐增大然后迅速减小的趋势。为便于比较,对燃料抛撒二次破碎进行了回收法测量和数值模拟计算,其测量与计算结果与用激光散射仪测量的结果有较好的一致性。
金刚石压腔高温高压实验的压力标定方法及其现状
郑海飞, 孙樯, 赵金, 段体玉
[摘要](14072) PDF(1093)
摘要:
介绍和评论了金刚石压腔中进行高温高压实验时的压力标定方法及其应用条件。其中红宝石和石英压标具有较高的准确度和精度,但前者不适合于高温和含饱和水条件下的标定,且在较低压力下误差较大,后者可用于高温且含水体系的压力标定,但仅适于低于2.0 GPa时的压力标定。矿物状态方程是较可靠的方法,但不方便且受条件限制。采用水的状态方程进行压力标定,可以解决压腔中不允许有压标矿物的问题,但在实验过程中要求压腔的体积保持恒定。因此,在采用金刚石压腔进行高温高压实验时,应根据研究需要决定合适的压力标定方法,而且寻找新的压力标定方法仍是金刚石压腔高压实验的基础工作。
二级轻气炮超高速弹丸发射技术的研究
王金贵
[摘要](17378) PDF(1085)
摘要:
本文研究了提高二级轻气炮弹丸速度的发射技术途径。通过数值计算对各种装填参量的影响进行了详细讨论。认为减小弹丸质量、活塞质量以及注气压力,可使二级轻气炮在较少的装药量条件下提供较高的弹丸速度。目前已经做到在5 kg装药时,使30 g的弹丸达到7.2 km/s速度;60 g弹丸达到5.7 km/s速度;26 g弹丸达到7.4 km/s速度。装填3.5 kg药量时,使10.3 g弹丸达到了8.1 km/s速度。
CH4-O2-N2预混气体爆炸二维数值模拟
李成兵, 吴国栋, 经福谦
[摘要](13763) PDF(1085)
摘要:
利用CFD软件,基于ISAT算法和简化的甲烷氧化基元反应模型,建立了CH4-O2-N2预混气体的二维湍流爆炸模型。数值计算结果表明,该模型较好地模拟了CH4-O2-N2预混气体在高温气团作用下的点火、燃烧和爆炸过程。计算中,考察了高温点火气团的初始温度和混合气体初始组分对CH4-O2-N2预混气体燃烧和爆炸过程的影响。结果表明:高温气团的初始温度对CH4-O2-N2预混气体的点火延迟时间和燃烧初始阶段有重要影响,但对CJ爆燃没有影响;惰性气体N2的加入,降低了混合气体的反应活性,导致点火延迟时间增大,燃烧反应速度、爆炸超压和重要自由基浓度都随之减小。相同条件下爆炸超压峰值的计算结果与实验测量结果符合较好。
平头弹丸正撞击下延性金属靶板的破坏模式
潘建华, 文鹤鸣
[摘要](13878) PDF(1079)
摘要:
对延性金属靶板在刚性平头弹丸正撞击下的破坏模式进行了研究。一般而言,延性金属靶板的破坏模式可以分为两种:带有总体变形的局部简单剪切破坏和局部化的绝热剪切冲塞破坏。首先基于Bai-Johnson热塑性本构关系建立了一个局部化的绝热剪切冲塞模型,然后结合描述带有总体变形的局部简单剪切破坏的Wen-Jones模型,找出了两种模型之间转化的临界条件。理论预测与文献中的实验结果吻合得很好。
球形钨合金破片空气阻力系数实验研究
谭多望, 王广军, 龚晏青, 高宁
[摘要](13863) PDF(1078)
摘要:
实验研究了理想球形钨合金破片和经历爆轰驱动的球形钨合金破片长距离飞行时的速度衰减规律。实验结果表明:(1)对于理想球形钨合金破片,在同一初始速度条件下,衰减系数为常数,空气阻力系数与初始速度有关,两者成线性关系;(2)对于经历爆轰驱动的球形钨合金破片,由于有轻微的质量损失和变形,速度衰减规律与理想球形钨合金破片有明显的区别,空气阻力系数与飞行速度有关,两者成线性关系。
曲率半径对双层球缺罩形成串联爆炸成型弹丸的影响
郑宇, 王晓鸣, 李文彬, 李伟兵
[摘要](14669) PDF(1068)
摘要:
为了研究曲率半径对串联爆炸成型弹丸(EFP)形成的影响,利用有限元软件 AUTODYN,对双层球缺罩串联EFP的成型过程进行了数值仿真,在此基础上分析了双层球缺罩串联EFP的形成机理,探讨了曲率半径对串联EFP的影响规律。开展了双层药型罩EFP形成的实验研究,得到了串联EFP形成过程的X光照片,仿真和试验结果比较一致。仿真与试验结果都表明:双层球缺罩可以形成前后分离的串联EFP,双层球缺罩的曲率半径对串联EFP的速度、外形和长径比有较大影响。
对爆轰CJ模型和ZND模型合理性的讨论
胡绍鸣, 李辰芳
[摘要](10375) PDF(1065)
摘要:
CJ模型和ZND模型未充分考虑爆轰过程中由于热量瞬时释放所带来的本质变化,它们所确定的爆轰终点状态是所有可能状态中熵值最低的,实现的概率极小。终点状态应该由热力学确定,ZND模型达不到热力学确定的平衡终态。爆轰模型应该同时符合流体力学定律和热力学定律。
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
[摘要](13819) PDF(1064)
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。
液态金属的定容比热随温度变化的理论研究
汤文辉
[摘要](10262) PDF(1063)
摘要:
Grover根据实验数据给出,液态金属的定容比热随温度近似线性减小:cV3R-RT/Tm,式中T为温度,Tm为熔化温度,R为普适气体常数,为经验常数,其值在0.11至0.24之间,就平均来说,0.15。利用Lennard-Jones-Devonshire理论对这一经验关系进行了解释。
铝阳极化冲击波探针的工艺探索
孙悦, 袁长迎, 张修路, 吴国栋
[摘要](14181) PDF(1059)
摘要:
为了在定形纯铝棒材(35 mm1.0 mm)上制取既薄、完整,又均匀、致密且电绝缘强度较高的绝缘膜,首先根据阳极化电解原理,测定了铝棒半球形端的极化曲线,获得了在50~60 ℃温度环境下铝绝缘膜稳定生长的区域在3~13 V之间这一重要的工艺条件;然后给出了铝电探针阳极化的步骤和相应的工艺参数。从而摸索出可批量生产适于液体冲击压缩实验的、性能一致性好、可靠性高的冲击波速度探测器的实验方法。同时,分析了电解系统温度条件以及沸水封孔工艺对强化铝绝缘膜的物理性质和电绝缘强度的影响。由此工艺可均匀地制得厚度在4~15 m之间的Al2O3薄膜,在给定温度下制得平均厚度为6 m的电探针耐直流电压为250 V、1 min,在液氮温度(77 K)下静置4 h后绝缘膜的物理外观和电绝缘强度都未发生变化。借助300 Nm冲击力发生器,测得该类探针的开关一致性不大于20 ns。在较高冲击压力下,该特性有望得到进一步改善。
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
[摘要](13855) PDF(1058)
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。
渐变阻抗飞片超高速发射数值模拟
陈朗, 刘群, 鲁建英, 龚自正, 郭欣伟
[摘要](13902) PDF(1055)
摘要:
为在轻气炮上实现二级飞片的超高速发射,设计了波阻抗连续变化的渐变阻抗飞片。变阻抗飞片撞击面为镁,底面为钨,中间为镁、铜和钨的掺合材料。建立了变阻抗飞片超高速发射的计算模型,采用分成单元层描述阻抗变化。对变阻抗飞片超高速发射二级飞片过程进行了数值模拟计算,分析了阻抗分布、二级飞片直径和缓冲层厚度对二级飞片速度的影响。结果表明:在优化阻抗分布、二级飞片直径和缓冲层厚度的条件下,二级飞片的最大速度能够达到16 km/s以上。
Hugoniot实验的粒子速度测量不确定度分析
戴诚达, 王翔, 谭华
[摘要](13759) PDF(1052)
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。
CVD金刚石薄膜的应力研究
唐壁玉, 靳九成, 李绍绿, 周灵平, 陈宗璋
[摘要](10158) PDF(1047)
摘要:
利用X射线衍射研究了化学气相沉积的金刚石薄膜的应力情况。研究表明:热应力在研究范围内为压应力,本征应力是张应力。分析了薄膜厚度、生长温度、碳源浓度等实验参数对薄膜应力的影响。
PETN炸药爆轰产物状态方程的理论研究
赵艳红, 刘海风, 张弓木
[摘要](13958) PDF(1044)
摘要:
采用van der Waals等效单组分流体模型和Ross硬球微扰理论软球修正模型,计算爆轰气相产物的状态方程;用石墨相、金刚石相、类石墨液相和类金刚石液相4种相态描述凝聚成分,由Gibbs自由能最小原理确定不同状态下的凝聚产物相态。对爆轰产物混合系统采用自由能最小原理,通过化学平衡方程组求解炸药爆轰产物系统的平衡组分。使用该理论计算PETN炸药Chapman-Jouguet(CJ)点的爆轰参数,其值与实验值符合得很好;同时计算了以CJ点为起始点的等熵卸载线,并与传统的Jones-Wilkins-Lee(JWL)状态方程的计算结果进行比较,发现计算的值是单调递减的,而JWL状态方程计算的值却出现了双峰现象。分析认为,传统的JWL状态方程给出的双峰变化,是由其函数形式自身决定的,并不对应实际物理过程。
铁的冲击相变机制的分子动力学研究
崔新林, 祝文军, 贺红亮, 邓小良, 李英骏
[摘要](13544) PDF(1042)
摘要:
用分子动力学方法模拟计算了在冲击波加载条件下,单晶铁中的结构相变(由体心立方结构相到六角密排结构相),相互作用势采用铁的嵌入式原子势(EAM),单晶铁样品的尺寸为28.7 nm22.9 nm22.9 nm,总原子数为1.28106个。通过推动一个运动活塞对静止靶的作用来产生冲击压缩,加载方向沿单晶铁的[100]晶向。通过对原子位置的追踪,揭示了铁的冲击相变机制,计算结果表明相变机制包括两步:首先是在{011}面上的原子受到沿〈100〉晶向的压缩,使{011}面转化成正六角形密排面;然后是在{011}面上原子沿〈0-11〉晶向的滑移,完成由bcc结构到hcp结构的相变。同时发现滑移面只出现在与冲击波加载方向平行的(011)和(0-11)面上。
氧化镓的同步辐射研究
崔启良, 涂宝招, 潘跃武, 王成新, 高春晓, 张剑, 刘景, 邹广田
[摘要](13762) PDF(1041)
摘要:
利用金刚石对顶砧(DAC)高压装置产生高压,使用体积比为16∶3∶1的甲醇、乙醇和水混合液作为传压介质,通过原位高压同步辐射技术对氧化镓的高压行为进行了研究(0~42.5 GPa)。实验发现在室温下13.3 GPa压力附近,单斜结构的氧化镓发生了结构相变,变成三角结构。相变后镓离子由原来同时位于由氧离子围成的四面体和八面体的中心位置变成只位于八面体的中心位置。卸压后的X射线衍射谱表明,氧化镓又恢复为单斜结构,该相变为可逆相变。
长时相干效应与分形布朗运动
王克钢, 龙期威
[摘要](15242) PDF(1040)
摘要:
我们研究了阻尼布朗粒子,在具有幂律长时相干C(t)~t-(01,12)的无规涨落力作用下的运动情况。我们发现它是作分形布朗运动,而不是作普通的布朗运动,而且,找出了分形布朗运动的有效Fokker-Planck方程,以及相应的精确解。于是第一次把长时相干效应和分形布朗运动建立了定量的联系。
Cu-系高温超导系列
靳常青
[摘要](7325) PDF(1038)
摘要:
简要介绍了利用高温高压合成发现的超导系列CuBa2Can-1CunO2n+2+,即Cu-12n(三元数法)或Cu-12(n-1)n(四元数法),简称Cu-系。比较了Cu-系和其它主要高温超导体的结构和主要性质,指出了Cu-系和YBa2Cu3O6的同构关系,以及Cu-系具有的良好的高温高场特性。Cu-系超导体因仅含碱土和铜的氧化物,化学组成简单、经济、安全,具有潜在的应用开发前景。
天然及合成的硅灰石的高压研究
杨景海, 姚斌, 刘宏建, 耿义志, 苏文辉, 张巨元
[摘要](8965) PDF(1037)
摘要:
研究了天然硅灰石(CaSiO3)的压致相变,并采用高温高压方法直接合成了硅灰石。结果表明:天然硅灰石经高压(4.6~5.0 GPa)高温(1 200~1 250 ℃)处理后转变为深玫瑰色半透明立方晶体,而采用高温(1 050~1 100 ℃)高压(3.8~4.3 GPa)直接合成的硅灰石也具有同样结构及形貌。SEM分析表明:天然硅灰石SiO2及CaO的含量分别为50.8%和48.1%,而人工合成的产物SiO2及CaO含量分别为51.35%和48.15%。
国产PVDF压电薄膜的冲击加载及卸载响应研究
李焰, 张向荣, 谭红梅, 刘晓玲, 裴明敬
[摘要](14947) PDF(1037)
摘要:
对两种厚度的国产PVDF压电薄膜,用轻气炮和激波管进行了冲击加载应力-电荷曲线的标定,并与其它若干种国内外的PVDF标定曲线进行了对比和分析;采用阶梯卸载和同时测量质点速度的方法,研究了PVDF压电薄膜的冲击卸载响应特性,发现有明显的滞后效应存在。
0.1~800 MPa压力下方解石拉曼光谱的实验研究
赵金, 郑海飞
[摘要](10410) PDF(1036)
摘要:
利用石英的拉曼谱峰与温度和压力的关系,检验了在金刚石压腔中用方解石拉曼谱峰确定体系压力的可行性,并初步确定了在常温下方解石的拉曼谱峰与压力的关系。实验研究结果表明:在实验的压力范围内方解石稳定,且其1 085 cm-1 谱峰约为石英464 cm-1谱峰的3倍强度,因此非常适合作为热液金刚石压腔的压力标定物。在温度26 ℃、压力0.1~800 MPa条件下,方解石的拉曼谱峰(1 085 cm-1)随着压力的增加,呈线形增大,其关系式为:p(MPa)=192(p-1 085)-21.8,1 085 cm-1p1 090 cm-1。
脉冲X光与其他模拟源的结构响应等效性分析
彭常贤
[摘要](13580) PDF(1035)
摘要:
分析了脉冲X光与电子束和化爆模拟引起的结构响应的冲量等效性原则。并以脉冲X光与柔爆索化爆作用硬铝圆柱壳的结构响应测量结果为实例,对其进行了定量的等效性分析,得出了较好的等效性结果。
石墨相C3N4压致结构相变研究
李雪飞, 马艳梅, 沈龙海, 张剑, 类伟巍, 刘伟, 邹广田
[摘要](8531) PDF(1033)
摘要:
将有机物三聚氰胺(C3N6H6)高温热解,得到了石墨相C3N4(g-C3N4)。利用同步辐射X射线衍射和金刚石对顶砧(DAC)高压技术,在室温下对g-C3N4进行了结构变化研究。实验结果表明,在16.57 GPa压力范围内,g-C3N4发生了压致结构相变,在6.6 GPa压力下,晶体结构由原来的石墨相转变为三斜相。使用Birch-Murnagha等温状态方程拟合出了样品的等温状态方程。
高压处理后大豆分离蛋白溶解性和流变特性的变化及其机理
李汴生, 曾庆孝, 彭志英, 陈伯暖, 梁棣华
[摘要](7607) PDF(1030)
摘要:
对高压处理后大豆分离蛋白溶解性和流变特性的变化及其机理进行了研究。经400 MPa、15 min高压处理使低浓度大豆分离蛋白溶液中蛋白质溶解性的提高最为显著。高压处理使大豆分离蛋白溶液的表观粘度增加,其贮藏模量G'和损耗模量G''也随着处理压力的提高而增大。扫描电镜观察和凝胶电泳的结果都显示,在低于400 MPa高压处理后大豆分离蛋白分子发生一定程度的解聚和伸展,蛋白质颗粒减小,溶液中蛋白质的体积分数增加。而红外光谱分析表明,高压处理后蛋白质电荷分布加强。高压处理后大豆分离蛋白分子结构上的改变是导致其有关理化性质变化的原因。
氢气-空气混合物中瞬态爆轰过程的二维数值模拟
董刚, 范宝春, 谢波
[摘要](13783) PDF(1023)
摘要:
对高温火团引发的氢气-空气混合气的瞬态爆轰过程进行了二维数值模拟,考虑了H2-O2-N2的详细化学反应动力学机理,该机理包含了19个基元反应和9种组分。采用分裂格式处理带化学反应的Euler方程,其中使用全耦合的TVD格式求解流场,使用基于Gear算法的微分方程解法器求解化学反应过程。计算结果表明:在H2∶O2∶N2=0.4∶0.4∶0.2(摩尔比)的混合气中,高温气团初始温度为T/T0=5.3时可诱导爆轰,爆轰波以2 300 m/s的速度传播,同时爆轰波阵面在管壁会形成反射波。还对计算的爆轰波后组分的浓度和温度进行了讨论,为理解爆轰波后结构提供信息。
PVDF在电子束辐射材料产生的热激波测量中的应用
彭常贤, 林鹏, 谭红梅, 唐玉志, 刘晓玲
[摘要](8137) PDF(1023)
摘要:
介绍了在闪光二号脉冲电子束加速器上采用PVDF压电传感技术测量编织材料等的电子束热激波传播特性的情况。实验得出:(1)在能注量为90~210 J/cm2范围内,对4 mm厚的编织材料及其叠层材料,热激波应力峰值a0.1 GPa,只有硬铝的十几分之一;(2)编织材料中的热激波作用时间被明显展宽,其平均值达2.6 s,是硬铝中的7倍多。实验结果表明:(1)编织材料具有良好的衰减和展宽热激波的性能;(2)对编织材料等的宽作用时间热激波测量来说,PVDF压电传感技术具有极其优越的性质。
固体热膨胀系数与压强关系的一个近似公式
严祖同
[摘要](15343) PDF(1022)
摘要:
假定Anderson-Grneisen参量T(T, p)=T(T, 0),利用改造的Tait方程,导出了固体热膨胀系数与压强关系的一个近似公式。应用于NaCl晶体,在压强为0~1 GPa、温度为300~800 K范围内,热膨胀系数的计算值与实验值一致。
Ta-10W合金压缩力学性能实验研究
钟卫洲, 宋顺成, 谢若泽, 黄西成
[摘要](10744) PDF(1019)
摘要:
利用MTS材料试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验装置对非退火状态Ta-10W合金进行了准静态和动态压缩实验,给出了材料的静态压缩屈服强度和应变率在700~3100 s-1范围内的动态压缩应力-应变曲线,并获得了不同应变率下材料的动态屈服强度。通过对实验结果的分析可以发现,非退火状态Ta-10W合金具有较好的韧性,在所进行的实验中试件表面均未出现可见裂纹;试件材料具有较高的静、动态屈服强度,静态屈服强度达到930 MPa,动态屈服强度在1 GPa以上,在所进行的700~3 100 s-1应变率范围内,材料的动态屈服强度随应变率的增加略有提高。
2.0 GPa、室温至1 200 ℃条件下斜长角闪岩的纵波速度及其衰减
岳兰秀, 谢鸿森, 刘丛强, 吴丰昌
[摘要](9987) PDF(1016)
摘要:
利用YJ-3000 t 压力机,在2.0 GPa、室温至1 200 ℃条件下,测量了新疆库地地区斜长角闪岩的纵波速度(vp)和力学品质因子(Q值)。实验结果表明:斜长角闪岩的vp和Q值随温度的升高而降低,在升温的初始阶段,vp和Q值随温度下降的幅度较小,随着温度的升高其下降的幅度逐渐增大;由于斜长角闪岩的各向异性,导致了在3个方向上vp随温度而下降的幅度显著增大时的温度不同,其中x和y方向为812 ℃,z方向为673 ℃。而在各方向上的Q值随温度下降的幅度显著增大时的温度相差不大,约为812 ℃。观察回收的实验产物表明:当温度大于647 ℃时,产物中开始出现熔体,vp在x和y方向上的下降幅度没有明显的变化,而在z方向上的下降幅度增大;此时熔体对Q值的影响不大。当温度大于812 ℃时,产物中的熔体含量明显增多,vp和Q值下降的幅度都显著增大。据此认为,部分熔融是弹性波速度减小和衰减增大的主要原因。
高应变率下材料行为的分子动力学研究
于万瑞
[摘要](8331) PDF(1015)
摘要:
本文用分子动力学方法研究了高应变率下晶体材料的力学行为。在冲击加载下,晶体材料中产生了位错和塑性变形。在强冲击时还可出现相变变化。在讨论应变率变化时,获得了屈服强度随应变率增大而增高的结果。
3 GPa熔融盐固体介质高温高压三轴压力容器的围压标定
韩亮, 周永胜, 何昌荣, 姚文明, 刘贵, 刘照星, 党嘉祥
[摘要](10380) PDF(1013)
摘要:
新研制的3 GPa熔融盐固体介质高温高压三轴实验系统,改进了高压容器的装样方式以及样品的尺寸,由于装样部件之间摩擦以及克服传压介质本身的强度,视载围压和真实围压具有较大差异,在完成压力容器温度标定的基础上,采用部分熔融法在不同温度和压力条件下进行围压标定实验研究。实验使用LiCl-KCl混合氯化盐样品,分别在300~1 400 MPa视载围压的条件下,对样品进行缓慢加温,成功观测到实验力学数据和温度数据的同时响应,确定了混合氯化盐的初熔温度,通过已知熔融曲线方程计算得出真实围压。通过比较不同的实验条件和观察实验后装样结构,给出了摩擦力的变化规律:在300~500 MPa压力条件下,摩擦力百分比呈现降低趋势,从52%降低到31.2%;在700~1 200 MPa压力条件下,摩擦力约占11.4%;在1 400 MPa压力条件下,摩擦百分比从11.4%上升到15.5%。通过对比国内外同类实验设备摩擦力认为,该设备真实围压的精度达到了国际同类设备的水平。
高压下ZnO超快极性扩散过程研究
战晓红, 曹大呼, 陆中, 丁慧慧
[摘要](10174) PDF(1013)
摘要:
利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段,研究了在5 GPa 压力下六方ZnO粉末的结晶过程。系统考查了温度与保温时间对ZnO扩散与结晶过程的影响。结果发现,在高压下ZnO固体的扩散速度大大增加,400 ℃保温0.5 h即可获得理论密度达99%以上的单相、致密的六方相ZnO陶瓷,所有样品均沿晶界开裂,并导致500 ℃以上只能获得单晶与多晶混合的粉末样品;850 ℃保温5 min可制备出平均尺寸超过100 m、最大尺寸超过350 m的浅黄色单晶。对实验结果的分析表明:ZnO固体在高压下可能存在一种超快极性扩散机制,这一效应使高压下的ZnO晶粒沿择优方向迅速生长,晶界快速迁移,相邻晶粒生长融合,最后形成单晶;而晶粒在生长过程中沿其它方向发生收缩,促使样品沿晶界开裂。
PbMoO4原位高压拉曼光谱和电导率的研究
于翠玲, 于清江, 高春晓, 刘鲍, 贺春元, 黄晓伟, 郝爱民, 张冬梅, 崔晓岩, 刘才龙,
[摘要](13863) PDF(1011)
摘要:
钼酸铅(PbMoO4)具有高的声光品质因数、低的声损耗、良好的声阻抗匹配等性质,被广泛应用于声光偏转器、调制器、可调滤光器、声表面波器件等各类声光器件,其优异的低温闪烁性能亦引起人们的注意,具有在核设备方面的应用潜力。为探讨其晶体结构和物理性质,在金刚石对顶砧上原位测量了PbMoO4的拉曼光谱,并测量了其在几个不同压力点下电导率随温度的变化。实验发现,压力在12.5 GPa时,拉曼峰完全消失,说明压力在10.8~12.5 GPa之间PbMoO4样品出现了非晶态转变。当从26.5 GPa卸压到9.4 GPa时,PbMoO4的拉曼谱在低波数出现无序化,而在2.4 GPa压力下858 cm-1峰又重新出现,说明样品结构由无序向晶化回复。压力在10.8 GPa以上时,电导率随着温度的增加而显著增加,且随着压力的增加也明显增加。
金属材料再加载准弹性响应的实验验证
宋萍, 周显明, 袁帅, 李加波, 汪小松
[摘要](13817) PDF(1011)
摘要:
用波反射法设计了一维应变冲击实验,由时间分辨VISAR系统(Velocity Interferometer System for Any Reflection)测量了镁铝合金的冲击-再加载速度波剖面。结果显示,在排除窗口反射稀疏波的情况下,从24 GPa冲击态开始的再加载存在明显的准弹性响应,证实了Asay等报道的二次压缩准弹性响应是材料本征特性。并对金属材料高压本构参量实验测量的关键技术进行了探讨。
用EPR方法研究人造金刚石中杂质氮
詹瑞云, 唐功本, 刘雅言, 刘桂珍, 徐杰, 孙万明
[摘要](9204) PDF(1010)
摘要:
本文用电子顺磁共振(EPR)方法,研究人造金刚石中氮的电子结构。提出用自旋浓度来表征氮含量的方法,并对不同方法制得的金刚石进行测定。
弹丸超高速撞击铝靶成坑数值模拟
张伟, 马文来, 马志涛, 庞宝君
[摘要](13532) PDF(1010)
摘要:
低地球轨道的各类航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击,损伤航天器飞行关键系统,进而导致航天器发生灾难性的失效。微流星体及空间碎片防护结构设计,是航天器设计的一个重要问题。采用AUTODYN软件进行了弹丸超高速正撞击及斜撞击铝靶成坑的数值模拟,给出了二维及三维模拟结果。研究了弹丸密度、弹丸形状、板厚度、弹丸速度、弹丸直径和弹丸撞击入射角等对靶成坑的影响。模拟结果同实验结果进行了比较,模拟的成坑形状和特征尺寸同实验相吻合。验证了数值模拟方法的有效性。
爆轰产物的冷比内能与冷压的函数表达式
李银成
[摘要](13630) PDF(1005)
摘要:
猛炸药爆轰产物的状态可以用两相的强排斥-平动物态方程(简称为两相的排平物态方程)很好地描述。以爆轰产物分两段的等熵曲线为参考曲线的两相的排平(k, )物态方程,已经用于爆轰参数和强爆轰参数的理论估算,所得理论值与实验值符合得很好。为了更方便地估算爆温,有必要给出描述分子间相互作用的比内能项与压力项(分别简称为冷比内能与冷压)。参照描述分子间相互作用的Morse势和Mie势的排斥项,给出了带待定参数A、m、n和l的冷比能项和冷压项,这样的物态方程被称为两相的排平(A, m, n, l)物态方程。用TNT的{D, 0}实验数据组,确定了两相的排平(A, m, n, l)物态方程的参数n=1和l=1/3,因此,可将其简称为两相的排平(A, m)物态方程。它适用于所有的猛炸药的爆轰产物。用硝基甲烷的强爆轰参数{p, D, T}实验数据组对其所做的检验表明,两相的排平(A, m)物态方程是恰当的爆轰产物物态方程。
用冲击压缩数据计算物质结合能的一个简便解析方法
胡金彪, 经福谦
[摘要](7783) PDF(1003)
摘要:
在材料性质满足:(1)可用波恩-迈耶势描述其结合能;(2)自由电子对热能的贡献可忽略不计;以及(3)冲击波速度关系式可用直线关系描述的条件下,本文导出了一个用冲击绝热线数据直接计算该材料结合能和格临爱森物态方程的简便解析公式。给出了用本文方法计算Be,Al,Cu,Ta,U等十七种金属的冷能和冷压方程的结果。将本文结果与徐锡申等和Zharkov等的数值计算结果相比较,发现在冲击压缩测量的实验误差范围内,大多数金属的符合程度是比较好的,但Be,Ni和Pb三种金属除外。本文中对上述偏差的可能原因也做了讨论。
FeCuNbBSi等多种Fe基非晶态合金激波晶化的DSC研究
赵鹤云, 阚家德, 王海, 刘佐权
[摘要](13767) PDF(998)
摘要:
应用升温、等温和重复加热的DSC技术,对几种非晶合金的激波晶化和退火晶化作了对比研究。结果表明,尽管激波晶化时间极短,仅为退火晶化时间的10-6~10-8,但晶化度却极高,接近100%。激波晶化形成多种成分和结构的结晶相,形式上很像扩散性相变,然而其相变速率却是退火转变的千万倍,而且生成相十分稳定,这一现象用传统的固态扩散相变理论很难解释。激波晶化是一种新的晶化形式,是一种新的纳米合成技术。
PZT 95/5铁电陶瓷的冲击压缩Hugoniot特性研究
刘高旻, 杜金梅, 刘雨生, 谭华, 贺红亮
[摘要](13603) PDF(997)
摘要:
采用一级气体炮加载装置,利用加窗VISAR技术,对极化和未极化两种状态的PZT 95/5铁电陶瓷进行了逆向冲击实验,在0.52~3.8 GPa冲击压力范围内,得到了PZT 95/5铁电陶瓷两种状态的-u关系。对比文献已有实验数据显示,PZT 95/5铁电陶瓷的Hugoniot曲线与初始密度值密切相关,高密度的PZT 95/5铁电陶瓷在0~3.0 GPa压力范围内的-u关系接近线弹性,较低压力下不同极化状态的Hugoniot数据表明,PZT 95/5铁电陶瓷发生了冲击相变。
0.1~3 000 MPa下碳化硅顶砧拉曼光谱作为压力计的研究
瞿清明, 郑海飞
[摘要](13734) PDF(997)
摘要:
利用Mao-Bell型水热金刚石压腔,以6H型碳化硅晶体作为顶砧,在常温下对碳化硅顶砧的不同点位进行拉曼光谱的原位测量,探讨了在一定条件下利用碳化硅顶砧的969拉曼峰位移作为压力标定的可行性、所具有的优点及需要改进的方面,并且得到了室温下的压力测量公式。
静高压加载下LY12铝的超声测量与等温状态方程
张婷, 毕延, 赵敏光
[摘要](13725) PDF(997)
摘要:
利用脉冲回波重合法测量了多晶LY12铝在流体静压加载下的纵波与横波声速随压力的变化。并根据较低压力(0.5 GPa)下的超声测量数据所确定的零压弹性模量及其对压力的偏导数,导出了LY12铝的Murnaghan、Birch-Murnaghan、Vinet三种不同形式的等温状态方程,发现由超声测量数据导出的Vinet 状态方程能很好地描述面心立方(fcc)结构的铝与铝合金在较高压力(约200 GPa)下的压缩特性。此外,由超声数据计算了LY12铝在室温常压条件下的Debye温度为430.97 K、热力学Grneisen系数为2.025、平均声模Grneisen系数为2 379。
高压下铁的电导率及X射线衍射研究
黄伟军, 崔启良, 毕延, 周强, 邹广田
[摘要](13926) PDF(993)
摘要:
用四点电极法及磁控溅射结合光刻集成电极的方法,测量了铁在25 GPa压力下的电阻随压力的变化;用微区X射线衍射仪原位测量了铁在25 GPa压力下晶胞参数随压力的变化关系。实验结果表明,铁在13.7 GPa时发生相变,由体心立方相转变为六方密堆相,在18.1 GPa时相变结束。利用高压下铁的电阻数据,结合X射线衍射结果,推导出铁的电导率随压力的变化关系。
八面体硼皮金刚石的形成于耐热性能的实验研究
张清福, 芶清泉, 刘履华, 章慧萍
[摘要](8576) PDF(992)
摘要:
本文采用低能离子注入方法,在2 000、5 000、7 000和8 500 V四种不同的高压电场中进行了八面体硼(B)皮金刚石的离子注入实验,并与同一批未注入B的金刚石进行了XPS测试和热失重分析的对比实验。XPS测试结果证明了注B金刚石表面已形成B皮;热分析(TGA)实验表明了八面体B皮金刚石的耐热起始氧化温度T(onset)均超过1 000 ℃平均达1 027 ℃。结果表明:金刚石{111}晶面的B皮抗氧化性能最好,并与离子注入深度无关。
3 GPa熔融盐固体介质高温高压三轴压力容器的温度标定
韩亮, 周永胜, 党嘉祥, 何昌荣, 姚文明
[摘要](9837) PDF(992)
摘要:
由于新研制的3 GPa熔融盐固体介质高温高压三轴实验系统改进了高压容器的装样方式以及样品的尺寸,需要对新装置的压力容器进行温度标定,为此采用多个NiCr-NiSi热电偶,在围压为0.5 GPa时对样品内部和周围的温度分布进行了研究。实验结果表明,样品外侧相对于样品中心上1/3位置热电偶监测到的温度与其它位置监测到的温度之间具有良好的线性关系,它们之间的斜率大小可以直接反映出温度的高低。样品外侧相对于样品中心上1/3位置与下1/3位置监测温度基本相同,也可以作为实验控制温度;样品中心温度比样品外侧相对于样品中心上1/3位置和下1/3位置监测温度低4%;样品底部温度比样品中心温度低5%;样品内部相对于样品中心下1/4位置温度比样品中心低2%。样品的温度从中间向两端对称式递减,在样品尺寸范围内,样品的垂直温度梯度恒定(900 ℃为16 ℃/mm)。本设备样品温度分布和温度控制精度与国际同类型实验设备相类似,达到了国际同类设备的水平。
压力对六角密堆结构金属锂弹性的影响
陈长波, 崔田, 刘志明, 邹广田, 韦孟伏, 陈长安
[摘要](12331) PDF(991)
摘要:
采用密度泛涵理论第一原理赝势方法,利用应力和应变的关系计算了压力下六角密堆结构金属锂的弹性常数。计算结果显示,C12、C13随着压力的增加而线性增加,而压力对C44和C66的影响并不大。在各个压力点C33值都要比C11的值大,表明金属锂在z方向的硬度要比x、y方向的硬度大。还发现在理论预测的结构相变区域,C11和C33有一个跳跃。通过对压缩波各向异性参数p和剪切波各向异性参数s1、s2的计算发现,零压下p=1,并且高压下p值也接近1,表明压缩时金属锂表现出各向同性。s1、s2值远离1,并且随着压力的增加这种远离趋势不断增强,表现很强的剪切弹性各向异性。还讨论了压力对Cauchy关系和相对弹性常数的影响。
W-Mo系复合材料的制备及其特性波阻抗
沈强, 窦金锋, 张联盟, 华劲松, 谭华
[摘要](7611) PDF(991)
摘要:
采用放电等离子烧结技术,在相同的温度(1 473 K)及压力(30 MPa)下,制备出不同配比的致密的W-Mo系复合材料样品。采用高精度超声波脉冲回波重合方法,精确测量了超声波在样品中传播的横、纵波声速,并由此得到样品的特性波阻抗值。对样品的相组成分析及电子探针分析的结果表明,W-Mo系复合材料主要是以W、Mo机械混合的形式通过粘结相获得致密化的。因此,选用混合物模型对其特性波阻抗值进行了理论预测,与实测值的比较表明该模型能对W-Mo系复合材料的特性波阻抗作出比较准确的预测。
高温高压触媒法金刚石生长的热力学分析
许斌, 李丽, 田彬, 范小红, 冯立明
[摘要](13731) PDF(990)
摘要:
利用热力学中经典的G0判定法,探讨了Fe基触媒合成金刚石晶体生长中的碳源问题,在计算中考虑了各物相的体积随温度和压力的变化。结果表明:在金刚石形成之前,就有大量Fe3C形成,而在触媒法合成金刚石的温度和压力范围内,Fe3CC(金刚石)+3-Fe反应自由能和石墨金刚石相变自由能均为负值,但前者比后者的绝对值更大,这说明前者更容易发生。因此,从热力学角度看,Fe3C的形成降低了石墨转变为金刚石所要越过的势垒,使用Fe基触媒合成金刚石单晶的生长来源于Fe3C的分解而不是石墨的直接转化。同时推导出在1200 K以上石墨-金刚石的平衡p-T关系:peq(GPa)=1.036+0.00236T (K),与F.P.Bundy的平衡线非常接近,证明了本热力学计算方法的可行性。
铝、铜、铅压力熔化曲线的研究
郑伟涛, 张瑞林
[摘要](13432) PDF(987)
摘要:
本文应用Vinet等人提出的温度T时的普适状态方程(UEOS),结合Guina等人提出的金属熔化模型,给出了计算金属的压力熔化曲线的方法,并就典型金属Al、Cu、Pb进行了实际计算,计算结果与实验符合较好。
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
[摘要](13763) PDF(987)
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。
六角相硼碳氮化合物的合成研究
李雪飞, 张剑, 沈龙海, 杨大鹏, 崔启良, 邹广田
[摘要](13471) PDF(986)
摘要:
以三聚氰胺和氧化硼为原料,利用真空热处理和高温高压技术,对BCN化合物的形成及结构进行了研究。在真空条件下,原料经1 100 K热处理得到非晶BCN的前驱物,将前驱物在5.0 GPa、1 500 K条件下高温高压热处理30 min,合成出了单相的六角BCN晶体。采用Materials Studio软件的Reflex模块对样品的X射线衍射图谱进行分析,结果表明,得到的样品为纯的六角相,晶格常数为a=0.250 5 nm,c=0.665 9 nm。对样品进行了透射电镜(TEM)分析,得到了样品的形貌和电子衍射,同样证实了样品为六角BCN晶体,晶粒尺寸约200 nm。对样品进行了XPS表征,确定了样品中存在CC、CN、CB、NB键,表明B、C、N三元素之间达到了原子级化合,样品的组分含量通过EDX进行标定。
金和铂的室温等温物态方程及其压标的意义
金柯, 吴强, 李欣竹, 蔡灵仓, 经福谦
[摘要](13818) PDF(986)
摘要:
在对Grneisen系数高温高压特性不作任何假设的前提下,由冲击雨贡纽数据直接确定了材料零温零压体积、等温体模量及其对压力的一阶偏导。基于上述参数,计算了两种常用压标材料金和铂压缩比至0.5~0.6的0 K物态方程,并通过相应的热压修正得到了金和铂的室温等温物态方程。计算结果与准静水压条件下静高压实验结果具有非常好的吻合性,缩小了早期不同金和铂压标之间的差异。独立来源实验数据和理论计算结果的交叉检验表明,金和铂的室温等温物态方程计算结果可以用于今后静高压实验的压标。
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
[摘要](13536) PDF(985)
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。
硅橡胶的动态压缩实验和力学性能研究
赵习金, 卢芳云, 林玉亮
[摘要](13513) PDF(985)
摘要:
对一种改性硅橡胶材料进行了高应变率动态压缩的实验测试。实验结果表明,这种硅橡胶材料具有很强的应变率敏感性;在室温和高应变率下,表现出典型的聚合物粘弹性特性。实验中应用了入射波整形技术保证试样中的应力平衡及常应变率加载。利用石英晶体监测了试样两端的应力平衡,并应用石英测试技术测量了微弱的透射信号。
球弹丸超高速碰撞双层板防护结构撞击极限分析
丁莉, 张伟, 庞宝君, 李灿安
[摘要](13250) PDF(984)
摘要:
防护结构的撞击极限是空间防护领域的重要研究内容。基于对理想弹塑性薄板的分析,得到了双层板结构的撞击极限方程。所得方程适用于球形弹丸超高速正撞击双层板结构的情况,分析时采用了Rayleigh-Ritz法及Tresca屈服准则。为验证方程的有效性,对实验进行了预报分析,并且与已有的经验方程的撞击极限曲线进行了对比。结果发现,方程预测结果的准确率为80%,且所得的撞击极限曲线与已有的经验方程曲线吻合得很好。
高温超导体低温、高压下的物理性质的研究
韩翠英
[摘要](6936) PDF(980)
摘要:
在3~20 GPa压力范围内,测量了含氧量较低的YBa2Cu3O7-(=0.46)单晶压力增强效应(dTc/dp=4.9KGPa-1);YBa2Cu3O7(Tc0=90 K)单晶在压力下临界电流密度随压力变化;外磁场H=30 kOe时,Tc与磁场、压力关系;压力达16.5 GPa下,Bi2Sr2CaCu2Ox单晶Tc(p)关系(dTc/dp=-0.4 KGPa-1)。发现Y系高温超导体的温度压力导数dTc/dp与Tc0中间呈dTc/dp=b-mTc0线性关系(b、m为常数)。结合压力下Y系超导体结构相变和含氧量对Tc影响,分析这类超导体Tc有很强的正压力效应的原因。把实验结果同几种超导电性微观理论模型进行了分析和比较。
伸出式侵彻体攻角侵彻靶板的数值模拟研究
李长顺, 刘天生, 王凤英, 高永宏
[摘要](7522) PDF(980)
摘要:
利用LS-DYNA3D软件,对有攻角条件下伸出式侵彻体侵彻单层靶板及等厚度双层间隔靶板进行了数值模拟研究,从靶后动能和靶板破坏程度的角度对比了伸出体与同质量、同外径的基准杆侵彻单/双层靶板的能力。得出了侵彻体动能随时间变化的规律,分析了侵彻过程中攻角、速度及靶板分层3个重要因素对侵彻体侵彻能力的影响。结果表明:当攻角小或速度大时,伸出式侵彻体相对基准杆有较明显的优势;当双层靶板的间隔与基准杆长度相等时,靶板的分层对伸出体的侵彻性能几乎无影响,而对基准杆有较大影响,说明伸出体侵彻多层间隔防护结构的能力明显优于基准杆。
一种计算固体冷能、冷压和结合能的新方法
冉宪文, 汤文辉
[摘要](13850) PDF(979)
摘要:
给出了利用Hugoniot参数计算材料冷能、冷压和结合能的一种新方法,对52种纯元素单质固体材料的计算表明,该方法的计算误差较小,对计算碱金属等外层电子数较少的材料效果尤佳。利用文中给出的冷能、冷压公式,计算出的铝、铜、银和锌等材料的冲击绝热线与实验数据符合得非常好。
入射波整形技术的实验和理论研究
赵习金, 卢芳云, 王悟, 李英华, 林玉亮
[摘要](11411) PDF(975)
摘要:
在硅橡胶材料的分离式霍普金森压杆实验中,实验研究了如何实现常应变率加载,并且得到了整形器尺寸与加载应变率之间,以及加载应变率与试样厚度之间的定量关系。根据预估入射波形的理论模型,给出了采用H62黄铜整形器整形后入射波形的计算结果和实验结果,二者基本上是一致的。
几种材料的等效粘性系数、初始可动位错密度和拖曳应力
张万甲, 刘仓理
[摘要](7678) PDF(974)
摘要:
基于LY12铝、MB2镁、铅、2#铁和不锈钢等几种材料的弹性前驱波幅度随传播距离衰减的实验结果,应用含位错参量的速率相关本构方程,按照Gilman提议的位错运动速度的热激活模型,得出了LY12铝、MB2镁、铅的可动位错密度N0和拖曳应力0的下限值分别为106 cm-2和0.1 GPa量级,不锈钢的N0和0为108 cm-2和1.5 GPa量级。根据弹性前驱波幅度衰减曲线,还得出了2#铁、不锈钢的有效粘性系数的上限值为104 Pas量级。LY12铝、MB2 镁的有效粘性系数的上限值为103 Pas量级。
0212型Ca3Cu2O4+Cl2-y化合物高温高压合成与研究
杨达晓, 刘清青, 高伟波, 于文, 李凤英, 靳常青
[摘要](13361) PDF(974)
摘要:
利用顶角氧掺杂机制,即以二价氧部分替代顶角一价氯,用Ag2O做氧源,在高温高压下制备了单相的Ca3Cu2O4+Cl2-y样品。X射线衍射分析发现,随着Ag2O含量的增加,Ca3Cu2O4+Cl2-y样品的晶格常数a逐渐变小,c逐渐增大,体现了空穴掺杂的本质。进行了电阻率和磁化率测量,没有发现超导性,可能是空穴载流子没有达到合适的浓度所致。
高温高压下硬水铝石状态方程研究
李明, 李立新, 杨伍明, 张培峰, 高春晓, 贺春元, 郝爱民, 李延春, 李晓东, 刘景,
[摘要](12953) PDF(973)
摘要:
在金刚石压砧装置上,用氧化铝膜作绝热层,借助同步辐射和双面激光加温系统,分析了硬水铝石在高温高压下的结构变化,并分别用理论和实验的方法得出了其结构参数,得到了样品在不同压力温度下的体模量。这对于人们认识和研究地壳结构和地球内部物质的演化具有重要意义。研究发现,在常温和高温时其压缩率有明显不同,在高温高压范围内,其晶格常数和晶胞体积的变化非常接近样品在高压常温下的情况;而在高温低压范围内,情形和常温时有较大差别。在实验过程中并没有发现相变的产生。
绿柱石的原位高压X射线研究
秦善, 刘景, 李海建, 祝向平, 李晓东
[摘要](14338) PDF(973)
摘要:
采用同步辐射光源和金刚石对顶砧(DAC)技术,对绿柱石进行了室温下的原位高压能散X射线衍射(EDXD)研究,实验的最高压力为19.2 GPa。在实验压力范围内,未观察到绿柱石发生相变,轴压缩率c大于a;在小于9.3 GPa的压力范围内,其体积压缩率符合二阶Murnaghan状态方程,而压力在9.3~19.2 GPa范围内时,其体积压缩率有所增加,且体积-压力关系近乎线性变化。
冲击加载下PZT-95/5陶瓷铁电-反铁电相变实验研究
刘高旻, 谭华, 袁万宗, 王海晏, 张毅
[摘要](13397) PDF(971)
摘要:
用石英计测量了PZT-95/5陶瓷在冲击波作用下发生铁电-反铁电一级相变时产生的双波结构,相变起始压力约为0.5 GPa。对不同状态下的PZT-95/5陶瓷材料进行了扫描电镜电畴分析,结果表明,在该压力区域陶瓷发生了铁电-反铁电相变。
高静水压处理水稻诱导稳定遗传变异系的DNA分析
申斯乐, 徐世平, 翁克难, 谭梅, 张剑锋, 龙国徽, 贾晓鹏, 池元斌, 刘宝, 邹广田
[摘要](14408) PDF(970)
摘要:
用高压手段诱变水稻品种毕粳38,产生了两个稳定的可遗传的变异:变异1,植株分蘖减少,成熟期较原种提早20 d;变异2,植株变高,分蘖增加,籽粒变长,类似于籼稻。对原种及两个变异进行了ISSR及RAPD分析,结果显示原种及两个变异在ISSR和RAPD的检测中多态性明显,分别为28.57%和45.98%。变异2的变异大于变异1;ISSR检测中原种与变异1的平均绝对距离系数为0.030 3,与变异2的平均绝对距离系数为0.261 3。RAPD检测中原种与变异1的平均绝对距离系数0.084 5,与变异2的平均绝对距离系数为0.416 7。研究结果表明:高静水压可以对高等植物的种子进行诱变,产生在表型上及DNA分子水平上均可稳定遗传的变异。研究结果首次从DNA分子水平上证明高静水压处理可以产生变异。继各种化学制剂、各种射线诱变等方法之后,高压不失为一种行之有效的新诱变方法。
高压对食品胶溶液流变特性的影响
李汴生, 曾庆孝, 芮汉明, 刘通讯, 陈中, 阮征
[摘要](9935) PDF(970)
摘要:
经高压处理后,卡拉胶、琼胶、高甲氧基果胶、海藻酸钠、黄原胶和瓜尔豆胶等六种食品胶溶液的粘度变化不同。卡拉胶和琼胶溶液的粘度显著增加,高甲氧基果胶、海藻酸钠和瓜尔豆胶溶液的粘度变化较小,而黄原胶溶液的粘度明显降低。动态粘弹性测量表明,卡拉胶和琼胶溶液的贮藏模量(G)在高压处理后明显减小,而且G变得小于G,这表明卡拉胶和琼胶溶液的弹性变小。高甲氧基果胶、海藻酸钠和瓜尔豆胶溶液的损耗正切值(tan =G/G)在处理后几乎没有变化,黄原胶溶液的tan 略微减小。高压处理后食品胶溶液流变特性的不同变化表明,高压处理对食品胶的影响因其种类、胶分子的结构和胶在水溶液中的构象而异。文中对造成这些变化差异的可能原因进行了探讨。
高压烧结法合成致密纳米BaTiO3陶瓷结构和铁电性能研究
李鹏飞, 靳常青, 肖长江, 潘礼庆, 王晓慧
[摘要](13684) PDF(968)
摘要:
在6 GPa压力、1 000 ℃温度条件下制备了致密的纳米BaTiO3陶瓷,合成样品的平均晶粒尺寸为50 nm,理论密度在97%以上。通过介电测量,观察到了样品宽化的相变峰,它与粗晶陶瓷的相变峰大不相同。由于90电畴的减少和退极化场的存在,观察到了细长的电滞回线,它是样品铁电性存在的有力证据,表明钛酸钡陶瓷的临界尺寸在50 nm以下。