基于“钉床型”飞片的斜波加载技术及应用

为了实现斜波加载，设计了一种“钉床型”广义波阻抗梯度飞片，即在基座上密排叠加许多小圆锥，简称“钉床型”飞片。该飞片采用激光选区熔化金属增材制造技术进行制备。利用一级轻气炮加载装置和全光纤激光位移干涉测试系统，开展不同工况下“钉床型”飞片高速击靶压缩实验和层裂实验，重点讨论小圆锥高度和撞击速度对斜波压缩加载波形的影响规律，以及斜波加载对不锈钢靶板层裂特性的影响。实验结果显示:（1）“钉床型”飞片对靶板产生的压缩是逐步的，从自由面速度剖面上观察到压缩波上升前沿时间被显著延长，形成了斜波波阵面，明显不同于冲击压缩的陡峭波阵面；（2）在飞片击靶速度近似恒定条件下，斜波波阵面的上升沿时间、平台速度峰值都明显依赖于“钉床型”飞片上的小圆锥高度，随着小圆锥高度增大，上升沿时间呈线性增大，而平台速度峰值呈线性减小；（3）在“钉床型”飞片的几何尺寸保持不变的条件下，斜波波阵面的上升沿时间随着飞片击靶速度的增大而线性减小，平台速度峰值则线性增大；（4）与冲击加载相比，“钉床型”飞片产生的斜波加载不会对材料的层裂强度产生明显影响，但对材料内部损伤演化速率有一定的影响。