实现应变率为105~106 s-1的阻抗梯度飞片复杂加载波形计算分析

为了在气炮上实现应变率为105~106 s-1的复杂加载技术研究,采用自行研制的拉格朗日程序MLEP(multi-material Lagrangian elastic-plastic)对Al-Cu-W材料体系的阻抗梯度飞片复杂加载不锈钢靶板进行数值模拟,计算设计并分析了阻抗梯度飞片的厚度和密度分布指数对靶板压力、速度和应变率峰值等波形的影响。结果表明:密度指数分布越大,加载时间越短,加载后期的压力、速度和应变率峰值曲线更陡峭;同时, 为了避免靶板/LiF窗口界面反射的稀疏波早于阻抗梯度飞片后界面反射的稀疏波达到碰撞面位置,计算设计中还考虑了飞片厚度的影响。此外,对基于理论设计的阻抗梯度飞片进行了动态考核实验,实验结果基本反映了预期的设计,为材料强度的测量奠定了基础。     

实验室隔声测量中试件洞填隙墙传声影响的检验

文章探讨了实验室建筑构件隔声测量中填隙墙传声影响的检验与修正方法。通过实验分析,给出了三种可用于不同隔声量构件的门、窗和玻璃试件隔声测量的填隙墙构造方式。     

Hugoniot实验的粒子速度测量不确定度分析

 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（ρ）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。     

无氧铜等熵卸载路径的实验研究

 采用化爆加载,以黄铜为飞片、无氧铜为靶板,测量了以抗氢钢（HR2）、重玻璃（SiO₂）、铝合金（LY12/LF6）、镁铝合金（MB2）、有机玻璃（PMMA）和空气（Air）为垫块（Anvil）材料中的冲击波速度（上述材料的Hugoniot状态参数C₀、λ均为已知）,由此确定了无氧铜的等熵卸载路径。结果表明：在冲击态（即初始卸载态）高达219 GPa的压力范围内,无氧铜的等熵卸载过程可用Grüneisen状态方程在ργ=ρ₀γ₀近似下作很好的描述;各条卸载路径到一个大气压的终态粒子速度U_S与镜像反演的粒子速度2u的偏差(U_S-2u)/(2u),随冲击波压力的增加而增大。     

超高速发射实验模型的数值计算

 采用三阶精度PPM（Parabolic Piecewise Method）方法和VOF（Volume of Fluid）相结合,运用Lagrange-Remapping算法,编制了多介质流体高精度欧拉计算程序MFPPM,可以对多介质复杂流场进行数值计算。对程序计算精度进行了测试,并应用于超高速发射实验模型数值计算,对Sandia实验室不带会聚作用的实验模型进行了一维计算以及带会聚作用的实验模型进行二维计算并与其实验结果和CTH计算结果进行对比,其中一维计算最大相对误差1%,二维计算相对误差4.7%,在此基础上对超高速发射设计模型进行了初步计算。     

冲击加载下Zr51Ti5Ni10Cu25Al9金属玻璃的塑性行为

进行了10—27 GPa应力范围内Zr₅₁Ti₅Ni₁₀Cu₂₅Al₉金属玻璃的平面冲击实验以研究其高压-高应变率加载下的塑性行为.由样品自由面粒子速度剖面的分析获得了冲击加载过程的轴向应力,并通过轴向应力与静水压线的比较获得剪应力.实验结果表明,尽管存在明显的松弛效应,但Zr基金属玻璃的Hugoniot弹性极限随着冲击应力的增加而增加.然而,塑性波阵面上的剪应力则显示先硬化而后软化现象,而且软化的幅度随冲击应力的增加而增加.冲击加载下Zr基金属玻璃的上述剪应力变化特征与分子动力学模拟结果比较一致,但与压剪实验结果和一维应力冲击实验结果明显不同.     

冲击波作用下铝的准弹性卸载行为

根据一维应变冲击波的基本关系,将Cochran 等定义的有效剪切模量与准弹性卸载过程的纵波和体波声速关联起来,并藉此研究了冲击波作用下铝的准弹性卸载特性. 利用VISAR高压声速测量技术获得了LY12铝在20$\sim$100\,GPa压力下沿着准弹性卸载过程的有效剪切模量,结果表明LY12铝的有效剪切模量随卸载应力的下降而迅速下降. 采用与卸载应力成线性关系的方程对有效剪切模量进行了近似描述,该方程的斜率随初始冲击压力的增加而增加,体现了准弹性卸载行为的压力相关性. 将有效剪切模量结果与准静态实验结果进行了比较,由此分析了冲击波作用下准弹性卸载过程的可能物理机制. 应用有效剪切模量方程对6061铝合金的准弹性行为进行了模拟,计算结果与实验结果符合很好.      

SEPARABILITY OF SPECIFIC VOLUME IN THERMODYNAMIC EQUATION OF STATE

A type of system, in which the specific volume can be divided into several parts according to its Hamiltonian, has been obtained in a grand ensemble. The main character of such a system is that its Hamiltonian is absolutely separable. We also discuss the partial specific volume contributed by thermoelectrons in metals under a free-interaction approximation, and the corresponding Wu－Jing parameter is obtained as a simple example.     

利用镀膜样品进行冲击波温度测量的问题和思考

针对当前进行金属冲击波温度测量中普遍使用的“金属基板／间隙／镀膜样品／透明窗口”的实验装置结构（“四层介质模型”）,详细分析了金属基板与镀样品之间的间隙对辐射法测温的影响。给出了镀膜样品与窗口之间的界面（记为“样品／窗口”界面）上的温度的解析解,并且对该界面温度的势弛豫特性进行了详细讨论。研究表明：由于冲击波穿过金属板与镀样品之间的间隙时,在金属基板与镀膜样品界面上形成了一高温界面层,使“样品／窗     

金属冲击温度的辐射法测量问题

 金属的冲击温度及熔化温度测量对构建其完全状态方程具有重要意义。简要综述了用于金属冲击温度及熔化温度辐射法测量的一维热传导理想界面模型和非理想界面模型,并着重对模型中明示或隐含的关键假定的合理性、影响金属冲击温度与熔化温度结果的主要因素进行了分析、讨论,以期对实验数据有一个合理的评估。还讨论了求解理想和非理想界面模型一维热传导方程界面温度时所隐含的冲击压缩下热导率不随温度而变、冲击压缩下金属样品/窗口界面辐射的灰体假定,以及窗口材料的透明性、非理想界面模型中表观界面温度的修正、动载条件下金属高压熔化温度的测量、界面的非Flourier热传导等问题。分析结果表明,目前采用辐射法测量大致可以得到冲击温度,在发生熔化的情况下可获得熔化温度,但离精密测量的要求还有较大差距。