重塑黄土一维应变实验粒子速度测试波形的拉格朗日分析

利用57 mm口径一级轻气炮,飞片选用有机玻璃,对密度1.8 g/cm3、饱和度22%的重塑黄土,进行了一系列一维应变实验。通过在重塑黄土试样内布设多根Π形电磁粒子速度计,直接测得了多个粒子速度波形。该文详细介绍了一维应变条件下Lagrange分析方法的理论推导及求解过程,并对实测粒子速度波形进行了Lagrange分析,得到了加、卸载全过程的应力、应变波形。给出了3发不同压力条件下重塑黄土的应力-应变关系曲线,揭示了重塑黄土介质的本构滞回效应。并使用该应力-应变关系对试样内应力波传播过程进行了反分析,最后对Lagrange分析过程中遇到的问题进行了讨论。     

重塑黄土内球面应力波粒子速度测量波形的拉格朗日分析

选用密度为1.8 g/cm3、饱和度为22%的重塑黄土作为应力波传播介质,在其中心处安装0.125 g TNT当量微型炸药球,建立起了尺度为Ф1370 mm×1200 mm的球面波发生装置。在重塑黄土样品中心圆形环面上布设多根圆环形电磁粒子速度计,测量了一系列粒子速度波形。为研究重塑黄土样品粘弹性区域的本构关系,为有限元数值模拟提供可靠的数据支持,以实测粒子速度波形为基础,使用Lagrange分析方法对该区域的应力-应变关系展开了研究。该文详细介绍了一维球对称条件下Lagrange分析方法的理论推导及求解过程,对实测粒子速度波形运用Lagrange分析方法计算了对应的应变、应力及应变率波形,得到了各量计安装位置处,重塑黄土完整的压缩、拉伸全过程应力-应变滞回曲线。并对Lagrange分析方法使用中遇到的问题提出了几点认识。     

图像处理技术在碎片云参数测量中的应用

文中主要通过图像处理的方法对高速碰撞产生的碎片云的形成和发展过程进行研究。主要介绍了利用高能脉冲X射线成像技术获取高速碰撞过程中不同时刻的碎片云图像、碎片云主要参数的图像测量方法、碎片云图像的处理过程以及处理的结果。得到了碎片云的发展形态、扩散速度和喷射角度等运动参数;利用图像处理技术实现了碎片云的两个关键参数的测量,得到了碎片云的速度和喷射角随时间变化的曲线。     

超高速碰撞产生等离子体的实验

利用二级轻气炮实验平台开展了2A12铝材料的超高速碰撞实验,并设计了高速摄影系统和Langmuir探针诊断系统,对实验中超高速碰撞产生的等离子体进行了诊断,获取了等离子体产生过程的高速摄影图片以及等离子体电子温度变化曲线。结果表明,超高速碰撞中所产生等离子体的主要喷射方向与弹道方向呈对称关系,等离子体的电子温度峰值约为0.7e V、生存时间约为1.2ms。     

基于应变测试系统的二级轻气炮活塞运动测量

为了研究活塞在二级轻气炮泵管中的运动过程,利用应变测量技术对活塞运动规律进行测量研究。通过对57 mm/10 mm二级轻气炮泵管外壁按一定距离布设应变片测点,对轻气炮发射过程中的活塞运动导致泵管环向应变进行监视测量,直接得到典型实验条件下活塞运动过程中的内弹道压力变化,并通过推导得到活塞运动时程及位移与弹底压力的关系。结果表明：实验得到的活塞速度、位移之间关系与相关理论计算结果吻合良好,验证了该方法研究活塞在轻气炮内弹道运动规律的可行性,为优化轻气炮内弹道程序参数和提高二级轻气炮的发射性能提供实验支持。     

摆锤式间接杆-杆型SHTB装置的研制及FEM仿真分析

在充分调研国内外SHTB装置的基础上,以较小的费用建成了一套摆锤式间接杆-杆型SHTB装置.动力装置为改造后的摆锤式冲击试样机,摆锤撞击速度为5m/s(不可调节),能量为300J.入射脉冲产生的关键技术为:通过金属短杆(材料为LY12cz)连接掩块与入射杆,摆锤撞击撞块,使短杆由弹性变形快速过渡到塑性变形直至断裂,入射...     

脉冲X射线衍射法测量冲击加载下的晶格形变量

脉冲X射线衍射可实现冲击加载下材料晶格形变量的在线测量。在建立晶格形变量的脉冲X射线衍射测量模型的基础上,分析了撞击倾斜及晶体宏观位移对衍射测量结果的影响。确定了影响晶格形变量测量的晶体样品宏观位移及衍射峰读出等因素的不确定度来源,建立了各种因素综合影响下的不确定度分析方法。给出了轻气炮驱动的平面冲击加载实验中LiF(100)晶体的脉冲X射线衍射测量结果,实验获得了晶体处于3.65 GPa和2.33 GPa两个不同冲击压缩状态下的动态衍射峰。经计算得到的晶格形变量与材料宏观雨贡纽关系吻合,并从晶格层面上证实了LiF晶体在冲击塑性形变时晶格处于各向同性的压缩状态。     

基于高速摄影图像的轻气炮弹速测量研究

目前对轻气炮弹丸测量的方法通常采用磁测速、激光遮断测速两种方法,这两种方法受到弹丸材质、尺寸、弹前激波等影响时易导致测量结果失效;针对此类问题,提出了一种可靠性更高的基于高速摄影图像模板匹配的轻气炮弹丸速度测量方法;利用高速摄影相机、辅助光源、刻度标尺等组成高速弹丸摄影系统,设置高速弹丸拍摄方案,得到轻气炮弹丸在观察室运动过程的高速摄影结果;采用弹丸目标模板匹配的方法对摄影结果进行计算,得到弹丸运动过程中的位置信息从而得到弹丸速度;将计算结果与激光遮断测速方法得到的速度值进行了对比,满足试验要求,证明了该方法既能可独立作为轻气炮发射弹丸测速手段,也可为现有测试手段提供有效校核.