固体炸药爆轰温度的实验研究

用光电比色高温计测定了固体炸药TNT、Tetryl、PETN的爆轰温度及爆轰前沿和透明液体相互作用后的爆轰产物的温度。为了讨论实验误差,还研究了爆轰温度随密度的变化以及不同透明液体对爆温测量的影响。     

PBX炸药的拉伸断裂损伤分析

采用巴西实验作为间接拉伸加载手段,研究了某PBX(polymer-bonded explosive)炸药试样拉伸作用下的断裂损伤特性.发展了PBX炸药的光学制备技术,获得了试样在光学显微镜下的细观表面形貌和断裂损伤形貌,结合高速摄影和数字相关分析技术获得了试样的形变和破坏过程.实验结果表明该PBX炸药的静态拉伸强度低于...     

液体炸药滑移内爆加载下钢管的变形与层裂破坏研究

用液体炸药滑移内爆加载方式,研究了不同炸药厚度和外壳条件下20钢圆管的内聚变形和破坏特征。实验中,钢管发生了较大径向应变,应变值大致随炸药厚度的增加而线性增大。在炸药厚度不低于3mm时钢管变形均匀,轴对称较好;药厚小于3mm时其变形不再是基本轴对称收缩,管子表面出现扭转褶皱。各种装药厚度下,均未观察到预期的层裂破坏。对未层裂的原因进行了初步分析。     

固体破坏理论的若干问题

本文列举和初步探讨了位于当代固体破坏理论的前沿上的十五个问题。它们包括：固体破坏理论的封闭、宏微观非线性力学、尺度效应、多层次计算、细微观实验力学技术、断裂过程区的描述、异质体的强度与韧性、材料的多层次抗破坏设计、高速破坏过程、非均匀介质的动态断裂与前兆、疲劳的起源、破坏元技术、内损伤破坏与微结构形貌演化失稳的识别、材料的微结构演化、电致失效力学。     

基于数字图像相关技术的岩样破坏实验的应用研究

为了解喀喇昆仑公路(中国段)沿线岩石裂纹演化及受力后的力学性能(位移和应变),采用数字图像相关技术,对三点弯曲加载条件下的灰白石英粉砂岩和片麻岩试件在万能试验机上进行了破坏实验,得到了外力作用下裂纹生成、扩展等演化过程及两种岩样在加载直至破坏过程中的位移场和平均应变曲线。实验结果表明,在相同条件下,灰白石英粉砂岩比片麻岩更易脆断,片麻岩在受力断裂破坏时出现了多条裂纹,导致试件加剧断裂,研究成果为了解这一地域的岩石强度及破坏规律提供了实验依据。     

高聚物粘结炸药断裂特性实验研究

研究了高聚物粘结炸药在室温下的断裂特性 ,结果表明这类材料的断裂韧性与裂纹长度有关 ,所测试的断裂韧性值随着裂纹长度的增加而降低 ,并且不趋于一个较稳定的值 ,这与金属材料的结果不一样。断面观察发现断面上有分布的颗粒 ,且周围与基体界面的微裂纹使得材料的断裂性能降低。分析表明 ,对工程应用来讲 ,可以选取 0 .2a/W 0 .3范围内的裂纹长度来确定这类材料的断裂韧性。     

非均质固体炸药的冲击引爆临界能量判据研究

分析了冲击引爆过程,研究了非均质炸药受冲击时飞片(或杆)传速给炸药的能量和加载面处高压区域的演化。对于平头飞片,导出了可用于不同直径、不同厚度、不同截面形状的飞片冲击引爆炸药的临界判据,对于几种炸药进行了计算,并同实验进行了比较。研究了轴对称下平板向长杆过渡的临界L/D值,这一数值由最初的1/4及以后的1/12变化为1/8。     

一种固体推进剂破坏的细观实验研究

固体推进剂是一种颗粒填充高能聚合物,其破坏时所表现出的一些行为和金属的破坏相比,有明显不同之处。本文利用扫描电镜,给出了受载情况下固体推进剂试件的损伤发展以及裂纹扩展过程。结果表明,损伤的发展过程也就是微裂纹区扩展及微裂纹密度加大的过程,而裂纹扩展过程中的慢速扩展和亚临界扩展的最大区别则是其裂尖损伤区范围不同,同时也表明,裂纹尖端和边缘的微裂纹损伤区尺寸已不容忽略。     

PBX 炸药本构关系的实验研究

在SHPB装置上开展了某典型PBX炸药的单轴压缩、间接拉伸实验。利用入射波整形技术,结合半导体应变片和石英晶体联合测试的方法,实现了PBX炸药的应力平衡和恒应变率加载,得到了不同应变率下某PBX炸药的压缩应力应变曲线,初步建立了该炸药的修正Sargin唯象模型;开展了3种PBX炸药的动态巴西实验,通过高速摄影获得了炸药的破坏过程,结合数字相关技术,获得了试样裂纹附近的应变场分布,初步建立了描述3种炸药动态拉伸行为的修正Johnson-Cook模型。模型曲线与实验结果符合较好。     

混凝土压缩破坏的数字图像相关研究

采用数字图像相关(DIC)方法研究了混凝土材料的压缩破坏。在压缩实验前,将混凝土外表层切除,裸露的细观形貌可以作为DIC技术中的自然散斑场。采用高分辨CCD进行表面图像采集,通过DIC技术处理后可以获得压缩破坏过程中的应变场分布。两端无约束的混凝土压缩破坏符合第二强度理论(最大拉应变强度理论),因此本文分析了混凝土压缩...     

一种高能材料对RDX能量输出影响的实验研究

为了提高RDX能量输出,将一种高能材料加入RDX中,得到一种新型复合炸药。本文通过水中爆炸和空中爆炸试验,研究了高能材料对RDX能量输出性能的影响,结果表明：含20％（质量含量）XHM的RDX冲击波比能提高为纯RDX的1．1倍,能量输出为RDX的1．3倍;在空中爆炸,含20％（质量含量）XHM的RDX将能量输出提高为纯RDX的1．4倍。     

细观尺度下岩石热变形破坏的实验研究

利用带扫描电镜的高温疲劳试验机等目前最先进的实验手段,实时观测了在温度和载荷同时作用下岩石在单向压缩和和拉伸中微细观结构的变化、缺陷演化方式和变形破坏过程,针对岩石的热膨胀是不可逆的,即它会受加温历史的影响,加热时和冷却后岩石结构有差异的特点,对岩石在温度载荷作用下的细观结构特征和细观破坏机理进行了较为系统的实验研究。得到了在不同载荷和温度作用下岩石中微裂纹萌生、扩展、断裂破坏等各个阶段清晰的SEM图像和数据。结合实时观测得到的数据和高清晰度图片,分析研究了岩石热细观损伤特性,探讨了载荷和温度的变化对岩石细观结构的影响。     

微焊点电致损伤与断裂的实验及数值研究

本文制作了微焊点试件,并通过施加较大的电载荷使其发生了电迁移。对微焊点在电迁移过程中的微观组织形貌及其演化进行了观察。结果发现,高温和常温条件下的电致失效模式都是阴极处的界面断裂,但是低温条件下的迁移试件会在阳极处形成凸丘,而高温下则没有。此外,本文还测试了微焊点在电迁移过程中的电阻、温度场以及塑性变形,以期找到微焊点电致损伤的表征方法。实验表明,红外方法可以快速准确地发现焊点表面和内部的缺陷,而电阻值对微焊点的电致损伤并不敏感。最后本文采用有限元方法分析了微焊点的电致应力及空位浓度,较好地解释了微焊点电致失效的机制。     

固态燃料空气炸药空爆实验研究

通过四组无约束固态燃料空气炸药(FAE)装置与等质量的TNT在野外开放空间的一次起爆对比实验,测得了不同配方组份FAE装置在不同距离的爆炸超压分布,FAE装置峰值超压比相同距离的TNT高1.14~1.6倍;并运用空气冲击波峰值超压公式计算出了FAE的等效爆炸TNT当量随距离的变化关系,在爆炸场边缘区,FAE装置爆炸当量达到了3.88倍TNT当量;通过高速摄影的图片得到了爆炸产生火球的持续时间和最大作用范围,与等质量TNT爆炸火球相比,FAE的优势明显;运用粉尘爆炸下极限浓度估算了云雾爆轰区半径,并分析了测量到的固态FAE爆炸场的压力分布单调衰减的原因;建议在保持超压不变的情况下,把提高爆温作为提高FAE爆炸性能的主要途径。     

爆炸成型弹丸的试验研究

本文主要介绍了在炸药爆炸驱动下形成EFP的装药结构设计，并对爆炸形成EFP过程进行了必要的光测和电测，得到EFP运动过程的分幅照片，EFP速度－距离曲线。对钢板叠靶及混凝土靶进行了模拟实验，并对破坏效果进行了分析与讨论。     

单裂隙流-固耦合渗流的试验研究

通过对较大尺寸的单裂隙岩体试块进行不同侧面加载的渗流试验,在实验室里开展了单裂隙流 固耦合渗流研究,模拟核废料贮藏库的围岩自由面的最危险部位的渗流量 应力耦合状态。分析了裂隙岩体渗流与应力的耦合机理,获得了几种典型情况下的试验数据,并拟合出不同应力条件下单裂隙岩体渗流量与应力间数学经验公式。从而说明并非任一方向的应力增加都能使渗流量减小,而是裂隙岩体的渗流量随着双向压应力的增加而减少,随着平行于裂隙面方向的单向压应力的增加而增加。缝隙开度虽然随着法向应力的增加而逐渐减小,但最终不可能完全闭合,所以,此时流量不可能为零。同时,在试验过程中还通过闭环控制来实现被加载面的均匀受力,这为大尺寸岩体试验提供了一种很好的加载方法。     

疲劳损伤状态的试验研究

从疲劳过程中材料显微组织结构的变化特征、疲劳损伤的非线性效应等方面进行分析与论证，提出了不存在一般意义上的“等效损伤状态”的观点，采用高－低和低－高两组循环载荷下的损伤累积试验，对传统意义上的“等效损伤状态”下的剩余寿命试验进行了验证。     

一次引爆的固态燃料空气炸药爆炸特性的研究

本文研究了一次引爆的固态燃料空气炸药的爆炸特性，实验给出了爆炸超压与燃料质量、距离的关系曲线，并与TNT进行了对比，同时根据爆炸相似率，得到了计算爆炸超压的拟合方程，其计算结果与实验值的相对误差绝对值小于10％。     

Numerical and Experimental Study of Bubble Dynamics in Contact with a Solid Surface

A complex numerical and experimental method is proposed for studying 3D dynamics of a bubble contacting with a surface in the presence of an acoustic field. The numerical approach is based on the boundary element method for potential flows, which is most efficient for solving the problems in a 3D formulation. The use of heterogeneous computer architectures consisting of central graphic processors and becoming more and more popular makes it possible to increase the scale of the problem and sufficiently reduce the calculation time. The mesh destabilization problems are solved using a spherical filter. To describe the contact line dynamics, a semi-empirical law of motion is used. The experimental method is based on high-speed recording and optical microscopy. An air bubble contacts with the inner surface of an experimental cell made from acrylic glass and filled with distilled water. The acoustic field in the cell generated by a disk-shaped acoustic radiator is measured using a hydrophone. The behavior of the bubble contacting with a hydrophillic surface is considered for the cases of a fixed or moving contact line. The shape and volume oscillations of the bubble are investigated. The results of numerical simulations agree qualitatively with the experimental data.