金属破坏过程中红外辐射的试验研究

通过金属构件在受压破坏过程中的红外遥感检测试验，分析了构件在变形破坏过程中结构应力分布与红外辐射的变化规律，为红外遥感技术在结构应力分析及无损检测方面的工程应用提供了实验基础。     

红外辐射加热过程分析

根据物体对辐射的吸收理论，阐明当光辐射波长与金属氧化物共振吸收波长匹配时，辐射能量将全部被吸收。由一定成分的金属氧化物组成的红外涂料，将产生特定波段的红外辐射，在金属加热过程中红外辐射传递将起着快速加热的作用。     

泥岩全破坏过程中渗透特性试验研究

为了研究某矿区泥岩的渗透特性,提高底板抵抗承压水能力,对指导进一步开展泥岩的阻水抗渗特性机理提供科学依据。采用理论分析与室内试验相结合的方法,通过对全应力-应变作用下泥岩试样的渗透率、应力、应变与关键点指标测试,揭示泥岩岩样泥岩试样的渗透特性以及应变对渗透率的影响规律。研究表明:干燥状态下泥岩试样强度较高,是良好的隔水层,但遇水软化后其抗压强度大幅度降低;泥岩渗透率-应变曲线由低水平渗透段、裂隙导通渗透段和破坏后渗透段三段组成,泥岩的渗透率与应力状态关系密切,其渗透率的峰值往往滞后于应力应变峰值点,这由岩样介质本身的特性所决定;泥岩渗透率-应变曲线峰值前变化规律反映了岩石的破碎程度,而峰值点后的渗透率水平反映了岩石残余应力下的渗透特性。总体上来看,为防止承压水突破泥岩隔水岩层,应加强底板泥岩采动破坏深度及承压水导升高度的现场监测,这为底板采动岩体断裂失稳和突水等灾害预测预报提供参考依据。     

煤岩变形破坏过程中渗流演化规律试验研究

高煤阶煤层气的开发主要采用压裂的方式进行增产。在压裂过程中,随着煤岩应力的不断变化,其孔隙结构和渗透特性发生变化,进而影响煤岩的力学破坏特征。以高阶煤为研究对象,开展不同围压作用下三轴渗流-应力耦合流变试验,研究煤岩变形和破坏过程中的应力、应变与渗透率之间的相互关系,分析了煤样应力、应变变化过程中渗透率随围压和体积应变的变化规律。试验结果表明:煤岩的应力-应变关系具有脆-塑性特征,煤岩体积应变经过压密和扩容阶段,环向应变能够比轴向应变更灵敏地反映出煤岩变形破坏的过程。煤岩渗透率在压缩过程中出现波浪状变化,在高应力作用下发生破裂后,其渗透率不一定比破裂前增加,相反有可能会减小。研究结果可为多场耦合下煤岩破裂模型的建立与分析、压裂施工参数设计和工艺的优化提供技术支撑。     

致密岩石变形破坏过程中渗透率演化的试验研究

为了研究致岩石在变形破坏过程中的渗透率变化特点,利用自适应全自动岩石三轴试验机对致密脆性的花岗片麻岩进行了不同孔隙压力下的渗透试验．试验结果表明：岩石不同变形阶段的渗流特性明显不同;在孔隙压力不大的情况下,岩石本身的裂隙发育情况与孔隙压力相比,对渗透率占主导作用;环向应变更能体现岩石发生软化屈服破坏的过程,在体现渗透率变化上响应更灵敏．在试验的基础上进一步探讨了应力-应变过程中渗流应力耦合的机理,分析了岩石细观力学性质对屈服破坏前期渗透率“突跳”的影响．     

红外辐射烟火剂研究

该文针对3～5μm和8～14μm波段,以Ba(NO_3)_2-Mg-C_(42)H_(48)O_7和PTFE(聚四氟乙烯)-Mg-C_(42)H_(48)O_7为基础配方,开展了配方组成、质量流率、燃烧温度对红外辐射烟火剂辐射强度影响的试验研究,并讨论了有关试验结果。文中指出PTFE是3～5μm和8～14μm波段都具有较高辐射强度的良好氧化剂,而可燃物C对于具有选择性辐射的富燃配方不能显著提高3～5μm和8～14μm波段的辐射强度;提高质量流率达一定程度后有效辐射率则下降;高温对提高近红外辐射强度适宜,但对远红外不可取。     

破碎断层变形破坏过程的试验研究

范各庄矿F0断层是一条走向贯穿整个井田的破碎断层,极大地影响了该矿采区布置及矿井深部开拓,对矿井的安全生产具有重大威胁。为了研究F0断层在采动影响下的变形破坏过程,采用电镜、薄片及蠕变力学试验方法分别对断层物质的原样和3种含水量、5组样品的复制样进行了分析研究。试验表明:围压效应、结构效应、含水量效应均对断层物质的性质产生巨大影响;断层物质具有明显的流动变形特征;结构面的存在、承压水的作用以及围压的改变极大地影响着断层物质的性质。试验研究结果对于分析断裂滞后突水具有重要意义。     

卫星红外辐射特性研究

研究卫星红外辐射特性,对于探测识别卫星、保障卫星运行安全等问题有重要意义。本文以美国KH-12_5卫星为目标,建立了卫星的三维模型,对卫星表面进行了面元划分,依据卫星在空间的热平衡关系,应用节点网络法建立卫星表面每个面元的热平衡方程,求解方程得到卫星表面的温度场分布,并结合普朗克定律计算了卫星红外辐射亮度,对得到的仿真结果进行分析,为天基红外观测系统的性能研究提供数据支持。     

不同加载速率下岩石红外辐射效应的试验研究

为研究加载速率对岩石试样红外辐射效应的影响,对花岗岩进行不同加载速率下单轴压缩实验,监测其红外辐射的变化。研究结果表明:随着加载速率增加,花岗岩试样抗压强度逐渐增加,从初始加载直至破坏的时间明显减少,初始压密阶段变长,弹性阶段的斜率逐渐变小;加载速率对红外辐射效应的影响体现在红外热像和平均红外辐射温度变化量上,在花岗岩红外热像图上表现为热像图上的高温区域不断扩大;试样的平均红外辐射温度变化量(?t_(AIR))随着加载速率提高逐渐增大;在较高加载速率下,?t_(AIR)曲线的斜率呈指数函数增大,即花岗岩试样的红外辐射效应越来越明显。     

视景仿真红外图象研究的红外辐射模型研究

本文进行了红外图像仿真技术研究,主要解决了以下问题：（1）分析了目标红外辐射特性,主要从普朗克辐射定律入手,考虑了目标对观察者倾角的影响,最后得出目标各点得辐射度。（2）利用气象学知识,对大气红外辐射透过率计算方法进行了讨论（3）介绍灰度量化方法,完成软件编程,实现红外图像的仿真。最终得到了与真实红外图像相比较为相近的红外仿真结果。     

潮湿岩石受力过程红外辐射的变化特征

利用红外热像仪对干燥和潮湿砂岩单轴压缩过程中的红外辐射特征进行了试验比较.结果表明:潮湿岩石加载过程中平均红外辐射温度(AIRT)随载荷增加呈上升趋势,AIRT与应力的变化步调一致,曲线波动较小;岩石失稳前单位载荷下潮湿岩石的升温幅度高于干燥岩石,水对岩石受力时的红外辐射具有明显推动作用,但破坏瞬间热像特征变化不很明显.干燥砂岩AIRT与应力的关系不是简单的对应关系,但在破坏瞬间出现显著的增温现象和热像特征的明显变化.可以利用潮湿岩石AIRT与应力的良好同步性监测潮湿岩石的应力变化过程,利用干燥岩石破裂瞬间的热像变化特征分析岩石灾变的空间位置与灾变模式.     

巡航导弹的红外辐射特征研究

根据地面防空的需要，深入研究了巡航导弹的红外辐射特征，对构成巡航导弹红外辐射条件的气动加热、羽流和尾喷管辐射三方面进行了分析计算，给出了计算结果，并进行了相关分析。     

脆性砂岩预制裂隙扩展破坏过程试验研究

采用CSS-3940YJ岩石力学试验机,开展单轴压缩条件下岩石预制裂隙扩展破坏过程试验.基于全程变形曲线的试验结果,分析了裂隙倾角对岩石变形、强度、裂隙扩展破坏方式的影响规律.研究结果表明,与完整岩样相比,预制裂隙砂岩变形呈现出局部化渐近破坏特征,其峰值强度、峰值轴向应变均明显降低,且降低幅度随着预制裂隙倾角的增大而减小;岩样宏观破坏模式主要呈现出拉破坏、剪破坏和混合破坏3种,且随着倾角的增加逐渐由剪向拉破坏过渡.值得指出的是:由于在加载过程中预制裂隙两端处于应力集中状态,导致在预制裂隙两端会首先萌生出垂直于裂隙的翼型裂纹,并沿着加载力方向向岩样两端发展,随后在预制裂隙两端会产生反翼型裂纹和次生共面剪切裂纹,裂隙倾角越小产生的次生裂纹数目越多,岩样的贯通破坏模式就会越复杂.     

红外辐射测量仪

本文主要介绍了自制的红外辐射测量仪的结构、测量原理和工作原理。     

钢筋混凝土梁破坏过程的声发射特征试验研究

对原型钢筋混凝土简支梁进行了跨中集中力加载破坏的声发射试验,根据声发射信号的特点及试验全过程的声发射信号的能量—平均频率关联图,分析了简支梁破坏过程中的平均频率分布范围及变化特点,确定了声发射参数统计分析方法及滤波范围,并通过钢筋拔出试验从能量的角度对声发射信号的突变点进行了解释,得出了简支梁破坏过程中声发射参数的变化规律。在此基础上,对声发射在监测钢筋混凝土梁的破坏、预测梁极限承载力两方面的应用进行了初步探讨。     

辐射板强化喷管换热与红外抑制效果试验研究

试验研究了在发动机喷管中加装金属辐射板前后,喷管壁面温度、热喷流温度与喷管红外辐射特征的变化。结果表明,加装金属辐射板后,热喷流与喷管壁面之间的热量传递显著增强,热喷流中心温度降低,壁面温度明显升高,在90°方向上,热喷流3～5μm波段的红外辐射强度降低了38.5%。文中从热喷流、喷管壁面以及金属辐射板等相关部件的温度变化情况对红外辐射强度的变化原因进行了解释。      

红外诱饵辐射特性仿真技术研究

在红外制导导弹对抗红外诱饵的过程中,由于在不同条件下红外诱饵的红外辐射特性变化较大,而目标飞机的红外辐射特性变化较小,导致导弹抗干扰概率较大的波动。这就要求在利用数字仿真或半实物仿真方法评估导弹抗干扰性能时,必需建立准确的红外诱饵辐射模型。根据能量守恒定律、黑体辐射定律及波尔兹曼定律推导了红外诱饵辐射计算模型,分析了高度和速度特性对其辐射特性的影响,并据此对诱饵辐射计算模型进行了修正。还给出了长方体和圆柱体两种典型形状诱饵质量燃烧率的计算公式。根据红外诱饵的辐射模型和运动模型编制了仿真软件。辐射模型所需的诱饵高度和速度来自运动模型,而运动模型所需的质量燃烧率来自辐射模型。通过合理地设置参数,该仿真软件可以对各种型号的红外诱饵,在各种对抗条件下的辐射特性进行仿真。最后给出了几组典型的仿真结果并对其进行了分析。     

云层红外表观辐射模型的研究

在前人对云层红外辐射与反射模型研究的基础上，建立了导引头实际接收的表观光谱辐射亮度(包含云层辐射和反射、天空背景与路径等效辐射)模型，适用于导引头远离云层以及处于云层中的情况．通过傅里叶光谱辐射计对几种远离云层的中、低云表观辐射亮度进行了实际测量，并与模型计算数据进行对比．结果表明：在3～5μm和8～12μm波段，模型计算与实际测量结果具有较好的一致性，可以用于导引头的模拟分析．     

岩石破坏过程中波速变化特征研究

在单轴阶段加载条件下,对取自闽南地区的闪长岩岩样进行了不同方向上纵波传播速度的测试,首先根据实验结果总结出不同方向波速在岩石破裂过程中的变化规律,然后基于应力微小变化范围内波速变化与应力遵循线性关系的假设构建波速-应力关系模型,最后通过多参数分段拟合方式求解模型待定系数。研究结果表明：微裂纹演化在方向上的不均匀导致不同方向波速变化规律的差异。平行于加载方向的波速在压密阶段快速上升,岩石破裂前的波速降不明显。而垂直于荷载方向的波速在压密阶段少量上升后在临近岩石破裂出现非常明显的波速降。波速-应力关系模型模型通过参数的变化可以准确的描述不同方向波速的变化过程,证明了模型的适用性。     

激光与红外辐射在浓雾中传输的实验研究

一,引言激光由于它具有独特的辐射特性,自六十年代发明以来,已在通讯、测距、雷达、制导、光武器、红外遥感以及大气污染监测等各种长距离应用方面展现出广阔的前景。但在实际应用中,与相应的红外工程一样,均受到大气条件的影响;特别是浓雾,对激光辐射传输有很大威胁。激