高速摄影中脉冲激光照明技术的研究

计算了20mJ纳秒脉冲激光照明下高速转镜分幅相机像面上的曝光量,测量了静态高速摄影实验底片的黑密度。理论和实验结果表明,20mJ脉冲激光能够满足高速摄影照明的要求。由激光照明动态高速摄影实验得到比白光照明更为细小的爆轰裂纹图像。     

不同冲击速度下泡沫铝变形和应力的不均匀性

利用常规Hopkinson杆实验装置和改进的Hopkinson杆实验装置对泡沫铝试件进行冲击压缩实验,同时用高速摄影装置对实验过程进行全程跟踪拍摄。通过改变冲击速度,观测到了3种不同的变形模式。将得到的高速摄影图像用数字图像相关方法进行分析,讨论了3种模式下全场应变不同的发展过程,并依此讨论应力的不均匀性,为研究不同冲击速度下变形不均匀对泡沫铝动态力学行为的影响提供了新的方法。     

基于数字图像相关方法对冲击载荷下泡沫铝全场变形过程的测试

应用分离式霍普金森压杆(以下简称SHPB)和高速摄影装置研究了冲击载荷下泡沫铝试件全场变形的测量方法。使用SHPB对泡沫铝试件进行冲击压缩实验,同时用高速摄影装置对实验过程进行全程跟踪拍摄。将得到的高速摄影图像采用数字图像相关方法进行分析,由此可得到冲击压缩过程中泡沫铝试件全场应变的分布和变化规律。此研究揭示了冲击载荷下泡沫铝试件局部化变形的发展过程,为研究泡沫铝在不同冲击载荷下不同变形模式的内在机制提供了新的可靠的方法。     

基于闪光X射线照相技术的液体爆炸抛撒研究

闪光X射线照相技术相比于可见光高速摄影,具有曝光时间短、穿透能力强和能透视拍摄物体内部信息等优点。本文应用闪光X射线照相技术,对液体爆炸抛撒早期过程壳体材料变形破碎情况、液体受冲击压缩的状态等进行研究,获得了可见光高速摄影等其他测试方法不能得到的实验现象,结果表明:爆炸后液体介质存在密度不均匀区域,爆炸产物气体在不同介质中膨胀规律不同,以及冲击波通过不同介质作用于壳体时,壳体膨胀破碎机制不同。     

不同照明光源条件下分幅摄影效果的实验研究

用高速分幅摄影测试方法研究内装炸药的金属柱壳变形和断裂,对场外布局中照明光源不同配置影响壳体的信息量进行了研究。结果表明,采用含有前后照明光源的场外布局拍摄的是效果较好,它可提供更多的实验信息。     

大电流快速加热条件下LY12铝板动态变形的云纹干涉法实验研究

本文研究了中间带孔受拉铝板在大电流热冲击条件下的动态变形测试．在试件表面制作高温高频光栅，预加机械载荷后放入双光束云纹干涉光路中，用大电流加热器对试件进行快速加热，利用高速摄影机拍摄记录试件表面圆孔附近区域干涉条纹的变化情况，同时利用测温系统对试件的温度变化情况进行了测试记录．实验结果表明，用高速拍摄方法摄影热冲击条件下的云纹干涉条纹变化是可行的．     

消息与动态

用高速摄影法进行动态光弹性试验1979年6月,浙江大学固体力学教研组与高速技术摄影教研组协作,用高速摄影法进行了低弹模材料动态光弹性试验研究.由于应力波传布的速度与材料的弹性模量的平方根成正比,因此,采用低弹模的材料进行模型试验时,可选用幅频较低的高速摄影机进行记录.例如,用波速为60公尺/秒左右的聚氨酯橡胶作为模型材料时,采用拍摄幅     

爆炸加载下分层金属圆管膨胀破裂过程初探

设计了分层结构金属圆管，用硝基甲烷炸药爆炸产生的近似轴对称滑移爆轰波从内部加载分层管。采用高速分幅摄影技术对整个动态破裂发展过程进行拍摄，得到了清晰的照片。通过与等厚度、同材料单层管动态破裂过程的比较，取得了分层管破裂特性的初步认识。     

水中电爆炸的实验研究

利用冲击大电流通过水中的一段金属丝进行水中电爆炸实验 ,通过对水中电爆炸的放电电压、电流波形测量以及高速阴影摄影和扫描摄影 ,记录了冲击波的传播、汽泡增长和等离子体半径的时间特性 ;由不同充电参数的实验 ,得到了一些基本规律。比较了水中电爆炸和空中电爆炸的异同 ,揭示了水中电爆炸存在的放电模式。     

消息与动态(八)

用高速摄影法进行动态光弹性试验1979年6月,浙江大学固体力学教研组与高速技术摄影教研组协作,用高速摄影法进行了低弹模材料动态光弹性试验研究.由于应力波传布的速度与材料的弹性模量的平方根成正比,因此,采用低弹模的材料进行模型试验时,可选用幅频较低的高速摄影机进行记录.例如,用波速为60公尺/秒左右的聚氨酯橡胶作为模型材料时,采用拍摄幅 ...     

消息与动态(八)

用高速摄影法进行动态光弹性试验1979年6月,浙江大学固体力学教研组与高速技术摄影教研组协作,用高速摄影法进行了低弹模材料动态光弹性试验研究.由于应力波传布的速度与材料的弹性模量的平方根成正比,因此,采用低弹模的材料进行模型试验时,可选用幅频较低的高速摄影机进行记录.例如,用波速为60公尺/秒左右的聚氨酯橡胶作为模型材料时,采用拍摄幅 ...     

等待式高速相机的应用特点

阐述和等待式高速相机的基本应用特点。使用时，视被摄高速事件情况，可以进行一般含义的等待拍摄，允许事件随机发生。在强背景光和需要外照明光源的情况下，虽可随机产生，但需提前某一确定时间发出相机触发信号，方能得到拍摄结果。     

球面激波在固壁的马赫反射

本文对金属丝电爆炸产生球面激波在固壁上的马赫反射作了研究。由高速纹影摄影系统将反射图像拍摄下来,从而测量出马赫杆在壁面的马赫数,进而得到超压以及三波点迹线,实验结果与我们的数值计算结果作了比较,二者比较吻合。     

APS—RS型高速相机在气相爆轰实验中的应用研究

基于气相燃烧转爆轰机理研究,探索利用APX-RS型高速数字相机测量氢氧混合气体在电火花点火后的火焰和前驱冲击波的变化历程,获得火焰加速以及冲击波的产生与成长过程的高速摄影图像;计算了不同位置的前驱冲击波参数和气体状态参数;分析了燃烧转爆轰机制。结果表明：APX—RS型高速相机可以成功地拍摄气相燃烧转爆轰过程,并获得氢氧混合气体燃烧转爆轰为局部爆炸机制。     

基于摄影测量法的薄膜褶皱实验研究

采用非接触式的测试方式摄影测量法对薄膜褶皱进行了实验研究.建立了剪切薄膜褶皱的分析模型,并基于摄影测量法对该模型的褶皱变形模式进行了实验研究.摄影测量法是通过对不同角度上相机拍摄到的同一靶点的图像信息进行处理,可以得到相应靶点的三维坐标,从而实现对微小变形的非接触式的测量.通过摄影测量法得到了剪切薄膜褶皱的变形模式.实验研究表明,在剪切距离增大的情况下薄膜褶皱的数量保持不变,但是褶皱面外变形幅度随着剪切距离的增加而增大.试验结果与数值分析结果具有相关性,摄影测量法适合于薄膜结构微小面外变形的非接触式测量.     

高速摄影在爆炸力学研究中的某些应用

高速摄影这门技术在我国还很年轻,近年来,无论在高速摄影机的研制还是高速摄影技术本身,都有了很大的发展,在科学技术领域中已得到了人们极大的重视和广泛的应用。在爆炸力学研究中高速摄影已成为一个不可缺少的重要研究工具之一。利用高速摄影的方法观测爆炸的瞬变过程,有其突出的优点,它不受电场、磁场的干扰,利用闪光X射线高速摄影还能拍摄到不透明体内部情况,如破甲弹爆炸时形成的金属射流、材料受爆炸或高速冲击形成的坑穴、爆炸复合过程等等。高速摄影方法比较直观,能够重演被记录的过程,并将时间放大到数百万倍以上,这就有可能来仔细观察瞬息变化的微小过程。     

脉冲气流发生器流场的优化实验研究

为了分析脉冲气流发生器在不同喷嘴结构下的脉冲气流特征及其流场的变化规律,利用高速摄影技术, 通过控制闪光光源,得到不同喷嘴结构产生的冲击波及脉冲气流流场的实验图像及其影响。采用多项式拟合的方法获得冲击波超压值、速度随距离变化的衰减规律;通过图像处理技术,获取脉冲气流的有效数据,采用一阶指数衰减方程拟合出脉冲气流位移、速度随时间的变化规律。该实验方法及数据处理技术可以认知不同结构脉冲气流发生器产生的冲击波、脉冲气流的相关参数。     

脉冲氙灯技术在高速摄影中的应用

介绍了脉冲氙灯技术针对不同试验装置在动态高速摄影中的应用。针对不同试验装置的照明,设计了氙灯闪光照明系统,给出了脉冲氙灯在爆轰试验中的工作参数。该技术在各类型爆轰试验中得到了成功的应用。     

APX-RS相机在高速摄影中的应用

通过分析APX-RS数字化相机的性能特点及主要技术指标,设计了针对高速运动中高速段、中速段及低速段的运动物体飞行姿态拍摄的动态实验,得到了飞行物体清晰的拍摄图像和准确的运动速度。结果表明,该相机能较好地记录4Ma以内的高速运动物体的飞行过程。     

平面分布式火力毁伤元的实验研究

单个EFP在毁伤面积上存在一定的局限性.为扩大EFP毁伤威力和毁伤面积,本文研制了一种高初速的EFP战斗部,设计出一种含有46个EFP的平面分布式火力毁伤元.首先采用X光实验技术对弹丸进行X光拍摄,通过对X光照片的判读获取弹丸的外形尺寸和飞行速度,完成单个EFP战斗部的优化设计;然后在靶场对优化后的EFP战斗部进行侵彻实验,通过靶场回收得到弹丸的外形尺寸,采用测速靶得到弹丸的飞行速度,进一步验证所设计变壁厚药型罩形成高速弹丸的稳定性;最后将EFP战斗部按一倍战斗部直径的间距集成在一个由聚氨酯材料形成的平板上,采用高速摄影技术对起爆后弹丸的飞行轨迹进行拍摄,通过对高速摄影录像的判读,获取弹丸的飞行轨迹,由此判断弹丸在飞行过程中是否发生发散.实验结果表明,所设计的EFP弹丸飞行速度约为2200m/s并具有较好的密实性,火力毁伤元起爆后所形成的弹幕没有发生发散,且具有较好的飞行稳定性.本文设计的平面分布式火力毁伤元可根据对毁伤面积的要求调整布置,扩大了EFP的应用范围.