脉冲X射线辐照材料引起的汽化反冲冲量

分析比较了计算Ｘ射线辐照固体材料引起汽化反冲冲量的几种计算公式。通过对Ｘ射线辐照后材料运动过程的数值模拟和分析，提出了一种计算汽化反冲冲量的数值计算公式。计算结果表明:数值计算得到的汽化反冲冲量与ＢＢＡＹ公式的结果比较接近；脉冲Ｘ射线引起的汽化反冲冲量与Ｘ射线的能谱及辐照量有明显的依赖关系，且汽化反冲冲量随辐照量的变化是非线性的。     

超高速撞击厚靶过程的能量分配研究

超高速撞击过程的能量分配研究,对于解决动能撞击、发展导弹拦截技术、判定空间飞行器被撞事件及评估碰撞破坏程度具有重要的理论意义。本文在总结前人关于超高速撞击过程能量分配的基础上,将超高速撞击厚靶过程中弹丸的动能分配归纳为靶板的变形能、弹丸与靶板作用过程应力波传播使靶板内能的增加、撞击产生碎片的崩溅能和产生电磁辐射的辐射能,并结合理论推导、实验和数值模拟对撞击速度为2.61km/s且正碰撞2A12铝靶的能量分配进行了定量计算。研究结果表明：无论在弹坑的形貌、尺寸还是辐射温度等方面,实验测量结果、理论推导结果与数值模拟的结果均基本吻合。该研究成果在解决行驶中的车辆碰撞问题以及航空飞行器遭遇鸟撞等领域亦有重要的参考价值。     

冲击荷载作用下滤波混凝土的动态响应与层裂损伤数值研究

借鉴局域共振材料的工作机制，通过在混凝土基体中嵌入滤波单元，设计出具有应力波衰减特性的滤波混凝土。通过将滤波混凝土结构简化为质量弹簧力学系统来分析滤波混凝土对应力波的衰减机制。采用数值模拟方法，对比研究了冲击荷载作用下普通混凝土模型和滤波混凝土模型中应力波的传播特性和层裂破坏模式。通过参数分析，研究了滤波单元的材料和几何属性对其储能效果的影响。研究结果表明：滤波单元有效降低了混凝土基体中应力波的传播速度和应力峰值；滤波单元的储能机制有效降低了混凝土基体中的能量；金属球的质量越大，滤波单元的储能效果越好，但弹性层的弹性模量和厚度需要通过适当分析进行设计以实现滤波单元的储能最大化；滤波混凝土基体的局部损伤耗散了荷载中的大量能量，有效降低了结构自由面附近的破坏程度。     

中子辐照金属材料的脆化模型研究

金属材料的辐照脆化问题一直以来都是核能安全领域亟待解决的关键问题之一.为了更准确地预测金属材料的辐照脆化行为,基于Johnson-Cook本构模型,将未辐照金属材料的断裂真应力取作辐照材料的断裂真应力,建立了通过辐照退火态金属材料屈服强度就能够预测其整个真应力-应变曲线,以及断裂真应变的辐照脆化模型.实验研究了不同中子剂量辐照退火态高纯铝的准静态拉伸真应力-应变曲线、断裂真应力和断裂真应变随辐照剂量的变化规律.结果表明,辐照剂量越高,高纯铝的屈服强度越高,断裂真应变越低,但断裂真应力几乎不变.通过TEM显微分析获得了高纯铝内部辐照缺陷的尺寸和数密度随辐照剂量的变化规律,结果表明,辐照剂量越高,孔洞的尺寸和数密度越高,但位错环尺寸和数密度始终很小,难以准确统计.由辐照高纯铝实验数据拟合得到了辐照脆化模型所需参数,并检验了该模型的预测效果.结果表明,无论是通过实验还是显微分析得到辐照高纯铝的屈服强度,模型的预测结果均能够与实验结果较好地吻合,且模型对退火态高纯铝临界中子剂量的预测值也与文献结果一致.     

消息与动态(六)

激光冷硬利用激光振动处理,可强化工件,使经受疲劳载荷.人们利用一种高能量脉冲激光透过金属,使它发生振动.结果就在这个地方形成一种均匀坚硬的冷作硬化显微结构.这就叫做激光冷硬.它常常被用于铝、钢制航空零件的紧固件孔区强化.当激光脉冲把能量传到金属表面时,金属表面就吸收能量.一些表层原子的状态发生变化,引起流动应力波,流动应力波以大于每平方英时一百万磅的峰值压力通过材 ...     

中子辐照金属材料的脆化模型研究

金属材料的辐照脆化问题一直以来都是核能安全领域亟待解决的关键问题之一.为了更准确地预测金属材料的辐照脆化行为,基于Johnson-Cook本构模型,将未辐照金属材料的断裂真应力取作辐照材料的断裂真应力,建立了通过辐照退火态金属材料屈服强度就能够预测其整个真应力$\!$-$\!$-$\!$应变曲线,以及断裂真应变的辐照脆化模型.实验研究了不同中子剂量辐照退火态高纯铝的准静态拉伸真应力$\!$-$\!$-$\!$应变曲线、断裂真应力和断裂真应变随辐照剂量的变化规律.结果表明,辐照剂量越高,高纯铝的屈服强度越高,断裂真应变越低,但断裂真应力几乎不变.通过TEM显微分析获得了高纯铝内部辐照缺陷的尺寸和数密度随辐照剂量的变化规律,结果表明,辐照剂量越高,孔洞的尺寸和数密度越高,但位错环尺寸和数密度始终很小,难以准确统计.由辐照高纯铝实验数据拟合得到了辐照脆化模型所需参数,并检验了该模型的预测效果.结果表明,无论是通过实验还是显微分析得到辐照高纯铝的屈服强度,模型的预测结果均能够与实验结果较好地吻合,且模型对退火态高纯铝临界中子剂量的预测值也与文献结果一致.      

消息与动态(六)

激光冷硬利用激光振动处理,可强化工件,使经受疲劳载荷.人们利用一种高能量脉冲激光透过金属,使它发生振动.结果就在这个地方形成一种均匀坚硬的冷作硬化显微结构.这就叫做激光冷硬.它常常被用于铝、钢制航空零件的紧固件孔区强化.当激光脉冲把能量传到金属表面时,金属表面就吸收能量.一些表层原子的状态发生变化,引起流动应力波,流动应力波以大于每平方英时一百万磅的峰值压力通过材 ...     

消息与动态

激光冷硬利用激光振动处理,可强化工件,使经受疲劳载荷.人们利用一种高能量脉冲激光透过金属,使它发生振动.结果就在这个地方形成一种均匀坚硬的冷作硬化显微结构.这就叫做激光冷硬.它常常被用于铝、钢制航空零件的紧固件孔区强化.当激光脉冲把能量传到金属表面时,金属表面就吸收能量.一些表层原子的状态发生变化,引起流动应力波,流动应力波以大于每平方英时一百万磅的峰值压力通过材     

强脉冲激光束引起圆柱壳动屈曲破坏的理论估算

1 引言研究强激光对靶材破坏的机理,主要目的在于确定破坏阈值.高强度短脉冲激光束辐照靶材时,靶面物质由于汽化、电离向外喷射对靶材产生反冲冲量,高速冲击可能引起材料层裂等早期材料破坏效应以及由于大变形和大应变而产生的后期结构破坏效应,结构破坏阈值一般比材料破坏阈值低.本文先假设一均匀的强脉冲激光束辐照到铝材料的圆柱壳体时,壳体将受到一余弦分布的脉冲载荷,然后根据Andcrson 的假设认为壳体的变形达到某一临界值时,就会     

三角形波致LY12铝层裂的平板冲击实验研究

采用基于冲击波衰减动力学的实验技术,使平板碰撞层裂实验的LY12铝样品中,产生三角形冲击脉冲.采用VISAR技术记录样品自由表面历史,获得样品中发生层裂的信号.在经过高应力三角形波实验的软回收样品上,发现了两个层裂面.就样品中呈现三角形脉冲的平板冲击实验而言,样品中可以存在一些高拉伸应力区域并发生多次层裂.将该文提出的基于空穴聚集的层裂模型用于数值模拟这些特定条件的平板冲击试验,并将计算的样品自由面速度历史及样品中的损伤分布与实测的VISAR数据及软回收的样品层裂面等作了比较.研究表明,人为粘性、状态方程、本构方程以及层裂模型对于数值模拟三角形冲击脉冲引起的层裂有严重影响.     

超临界CO2气爆煤体致裂机理实验研究

为提高超临界CO₂气爆低渗透煤层增透技术的应用水平,进一步研究超临界CO₂气爆煤体致裂机理,利用自主研发的超临界CO₂气爆装置,在多通道电液伺服相似材料试验台上,对原煤和混凝土大试件(1 m×1 m×0.5 m)进行了超临界CO₂气爆实验,用动态应变仪采集试件内部监测点处的变形和破坏信息,并用工业窥镜对爆破孔内裂隙分布进行了观测。分析气爆应力波的变化规律和气爆后试件的破坏形貌特征可知,距离气爆孔由近及远依次分为粉碎区、裂隙区和震动区,其形成机理为:超临界CO₂冲击气爆孔周围介质并形成远超介质抗压强度的球面纵波,介质在径向压应力作用下发生粉碎性破坏,形成粉碎区;应力波传播能量逐步衰减,不足以使介质产生压缩破坏,然而脆性材料抗压不抗拉,其产生的环向应力仍然使介质产生径向裂隙,应力波之后具有准静态加载作用的高压CO₂气体进入裂隙形成气楔,促使裂隙进一步发育和扩展,形成裂隙区;裂隙区以外的介质在低能量应力波的作用下只发生震动,未发生明显破坏,即震动区。裂隙的扩展速度与其到气爆孔距离符合“S”形曲线衰减,裂隙的高速扩展发生在粉碎区,低速扩展发生在裂隙区;距离气爆孔越远,测点的峰值应变越小,相同距离内节理裂隙等结构面越复杂,峰值应变减小的幅度越大且应变波形差别越大。     

Application of the theory of generalized rays to diffractions of transient waves by a cylinder

The theory of generalized rays was developed to analyze transient waves in layered media where incident circular or spherical waves are reflected and refracted by plane boundaries. The theory has been recently extended to analyze the diffraction of transient waves by a spherical or a cylindrical boundary. In this paper, the generalized ray integrals, which represent the fourier transformed diffracted waves, are formulated for the diffraction of an incident spherical pulse by a circular cylinder. The ray integral involves a double integration with respect to two variables of wave slowness. Through a simultaneous transformation of variables, the inverse Fourier transform of these double integrals are completed by applying the Cagniard method.     

Strength and Specific Fracture Energy of Metals Subjected to a Thermal Shock

Time dependences of spalling strength and critical specific fracture energy of some metals under a thermal shock initiated by xrays of a nuclear explosion are obtained. Under thermalshock conditions, the durability of metals decreases exponentially as the amplitude of the fracture stress increases. The critical specific fracture energy of metals subjected to a thermal shock increases with the duration of tensile stresses. Using an example of cones, conical shells, disks, and rods, it is shown that the geometric factor should be taken into account, which can reduce the fracture threshold and increase the degree of fracture of an object subjected to a thermal shock. This is a result of stress cumulation, occurrence of cumulative ejection of the material, and stability loss due to the action of powerful energy fluxes.     

爆轰波碰撞聚能无网格MPM法数值模拟

爆轰聚能经常被应用于工程爆破切割,为了探索新的聚能爆破形式,本文应用无网格MPM法对圆柱筒装药和导爆索多点起爆形式的爆轰波碰撞聚能问题进行三维数值模拟,采用显式积分算法完成爆轰波形成和汇聚过程以及爆轰压力场分布的数值计算,并将数值模拟结果与实验结果做了对比分析。由此验证了无网格MPM法的准确性,也为炸药聚能爆破提供了新的思路和高效的操作方法。     

局部屏蔽法在X—Ray残余应力测量中的应用

本文所述的局部屏蔽法即是在Ｘ射线测量过程中的下遮挡法，即是将被测部位暴露出来，而将其余部位进行遮挡以对Ｘ射线进行屏蔽。局部屏蔽法是解决应力梯度测量中的一种有效方法，本文解决了遮挡法的关键问题并取得了良好的效果     

Theory of generalized rays for SH-waves in dipping layers

The theory of generalized rays is applied to analyze transient waves in a layered half-space with non-parallel interfaces. The propagation, transmission, reflection, and refraction of SH waves which are generated by a line source in the surface layer of a three-layer model are considered, each of the two overlaying layers having a different dipping angle.Generalized ray integrals for multi-reflected rays in the top layer and for rays that are transmitted into the lower layer and then refracted back into the top layer are formulated by using three rotated coordinate systems, one for each interface, and are expressed in terms of local wave slowness along each interface. Through a series of transformations of the local slownesses, all ray integrals are expressible in a common slowness variable. The arrival time of each ray undergoing multiple reflections and transmissions is then determined from the stationary value of the phase function with common slowness of the ray integral. Inverse Laplace transform of these ray integrals are completed by Cagniard's method.     

化爆冲击波和炮口冲击波对生物致伤效应的对比研究

通过TNT化爆和火炮现场试验,探讨了化爆冲击波和炮口冲击波的异同点,结果发现两者的频谱大致相似。但化爆冲击波只有一次激波,而炮口冲击波有两次激波,有时甚至可见到三次激波。生物效应致伤的靶器官也有所不同,化爆冲击波以肺损伤较为多见,而炮口冲击波似乎以上呼吸道更为敏感,结果提示化爆可以模拟炮口冲击波,但又不完全等同于炮口冲击波,必要的火炮现场试验是必不可少的。     

Dynamic yield-strength determination at elevated temperatures after nanosecond pulse heating

An experimental method is described that has been used to determine the yield strength of 6061-T6 aluminum after extremely short times at elevated temperature. The method combines electron-beam pulse heating and onedimensional stress-wave loading. A 3.5-MeV pulsed electron-beam source (pulse width of 70 nanoseconds) is used to deposit energy uniformly through the thickness and along a limited region of a slender aluminum rod. An axial compressive stress wave, produced by projectile impact on one end of the rod, propagates into the heated region a few microseconds after energy deposition. The nanosecond electron-beam pulse increases the internal energy of the material before it can expand to equilibrium dimensions at the elevated temperature. Additional time is therefore required for the specimen to equilibrate mechanically through the propagation of radial release waves which originate at the stress-free boundary of the sample. The deformation produced by these radial relief waves is coupled with microstructural changes that also contribute to a reduction in the yield strength of the material at elevated temperature, as well as at room temperature following electron-beam heating.     

用同步辐射光研究复合材料内部结构及界面演化

本文提出了用同步辐射光研究复合材料内部结构及界面演化的方法。该方法采用合肥国家同步辐射实验室光刻实验站的软Ｘ射线，对复合材料试件在静态与加载状态下进行透射，由ＰＭＭＡ光刻胶记录带有内部结构信息的透射射线。通过光学显微镜或扫描电镜读出图象。文中给出了环氧树脂基复合材料内部结构及界面演化的实验探测结果