高压物理学报

朱瑞滨, 刘伟龙, 宋云飞, 王伟, 张福长, 罗利军, 王文田, 贾培起, 刘晓旸, 杨延强, 苏文辉

2012, 26(5): 481-486. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.001

PDF (546)

摘要:
设计和研制了一种用于溶液样品光学特性原位检测的高压光学样品池成套系统，组件包括手动泵、增压器和高压样品池。其中样品池开有3处光学窗口，以水为传压介质，设计的最高使用压力为600 MPa。当用JGS1石英作窗口时，密封和保压效果良好；由于受到石英材质强度的限制，使用压力应控制在300 MPa以下。为检验该系统在高压原位检测方面应用的可行性，进行了色氨酸高压荧光光谱的采集。

不同罩材聚能装药对多层介质侵彻的实验与数值模拟

康彦龙, 蒋建伟, 王树有, 门建兵

2012, 26(5): 487-493. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.002

PDF (474)

摘要:
为实现聚能装药对多层介质的大破孔侵彻，提出了钛合金药型罩聚能装药设计方案。采用实验与数值模拟相结合的方法，对钛合金、低碳钢及紫铜罩聚能装药侵彻多层介质进行了研究，分析了钛合金聚能侵彻体相对于紫铜和低碳钢侵彻体在成型过程中，其动能、头部速度及射流长度等的差异，并对侵彻过程中应力波的传播特性进行了分析。结果表明：相对于紫铜和低碳钢，钛合金罩聚能侵彻体的能量转换率高，所获得的动能大，头尾速度梯度小，外形更为短粗；虽对多层介质侵彻时侵彻深度有所减小，但漏斗坑尺寸明显增大，且平均破孔孔径提高了约20%。

水下爆炸气泡作用下梁中垂损伤及流场变化特性

李海涛, 朱石坚, 刁爱民, 何其伟

2012, 26(5): 494-500. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.003

PDF (421)

摘要:
以水面箱形梁模型为研究对象，利用数值计算和实验验证相结合的方法，对梁在水下爆炸气泡作用下的中垂损伤特点进行了研究，确定了中垂弯曲载荷的形成原因，深入分析了气泡运动时周围流场的变化特性；研究了爆炸参数对梁响应特性的影响，初步提出了梁发生中垂损伤的条件。研究发现：在爆炸气泡收缩阶段，结构和气泡之间的流场形成一个凹型分布的低压区，导致梁发生中垂弯曲变形；当爆径比参数满足12.5时，爆炸气泡对梁结构的中垂损伤作用明显，且越小，等量炸药对梁的整体损伤作用越大。

非球形水下爆炸气泡坍塌机制

黄超, 汪斌, 刘仓理, 张阿漫, 姚熊亮

2012, 26(5): 501-507. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.004

PDF (454)

摘要:
为研究非球形水下爆炸气泡的坍塌机制和射流特性，采用水下爆炸实验和数值模拟相结合的手段，研究了典型的柱形装药自由场水下爆炸气泡的运动过程。实验结果与数值模拟结果符合较好，通过对比发现，非球形水下爆炸气泡坍塌所形成的射流与球形气泡坍塌射流的行为存在差异。研究结果表明：非球形气泡的坍塌过程与气泡初始形态的局部曲率半径有关，初始气泡表面曲率半径大的区域的初始膨胀速度较曲率半径小的区域的小，坍塌时刻也较早，导致气泡产生非球形坍塌。

切割式双模战斗部毁伤元成型及侵彻钢靶特性研究

纪冲, 龙源, 余道强, 周翔, 张洋溢

2012, 26(5): 508-516. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.005

PDF (519)

摘要:
基于60 mm弧锥结合罩爆炸成型弹丸（EFP）装药，设计了一种在药型罩前适当位置安装可抛掷的十字形网栅的切割式双模战斗部结构，其具有生成单个EFP或者多爆炸成型弹丸（MEFP）的功能；根据目标属性，可选择性地改变战斗部的毁伤元成型模式，实施最有效的打击。利用LS-DYNA程序，对两种模式毁伤元成型及侵彻45钢靶过程特性进行了数值模拟，模拟结果与地面静爆实验结果吻合较好。研究表明，该战斗部形成的单个EFP能贯穿25 mm厚45钢靶，可有效打击重装甲目标；经网栅切割后能形成5片具有一定质量和方向性、可贯穿6 mm厚45钢靶的EFP破片，显著提高了对轻装甲目标的毁伤概率。

炸药混凝土中爆炸能量释放规律的研究

王猛, 马天宝, 宁建国

2012, 26(5): 517-522. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.006

PDF (549)

摘要:
通过对炸药在混凝土中爆炸的并行计算，分析其数值计算结果，并对爆炸力学基础理论进行研究后认为：炸药在土岩介质中爆炸，炸药能量将通过爆炸空腔中爆炸产物内冲击波的多次往复反射的方式进行释放，同时破坏并推动土岩介质移动，土岩介质与爆炸气体的界面在爆腔内稀疏波的作用下进行持续减速扩张运动。

射流冲击模型在水下爆炸实验中的应用研究

崔杰, 李世铭, 黄超, 姚熊亮, 张阿漫

2012, 26(5): 523-530. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.007

PDF (500)

摘要:
为研究射流冲击载荷对结构的作用效果，从理论和数值角度研究了射流的载荷特性，以舱段模型实验为研究对象，建立了射流计算模型，结合实验数据，对射流冲击问题进行了分析。结果表明，射流冲击能够造成结构强烈的局部响应，某些情况下，射流冲击载荷引起的结构响应甚至比冲击波载荷引起的响应更大。因此，中近场水下爆炸实验需要考虑射流的影响。建立的射流模型能够较好地反映射流冲击的载荷特性，为水下爆炸实验分析提供了一种新的手段。

聚合物泡沫材料动态力学性能及其能量吸收研究

姚小虎, 任会兰, 林荣, 张晓晴

2012, 26(5): 531-536. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.008

PDF (816)

摘要:
通过落锤实验，对发泡聚乙烯（EPE）、发泡聚丙烯（EPP）材料的动态力学性能进行了研究，提出了一种获得聚合物泡沫材料在恒定应变率下本构曲线的方法，建立了EPE的Low Density Foam本构模型。以此为基础，探索了在冰箱跌落过程中，聚合物泡沫包装材料的能量吸收以及对冰箱抗跌落冲击的保护能力。

水下爆炸毁伤水下目标的能量分布特征

李万, 张志华, 陈沧海, 刘天华

2012, 26(5): 537-544. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.009

PDF (427)

摘要:
针对某水下目标的抗水下爆炸实验数据，利用小波包良好的时频局部化性质，对被监测水下目标内部装置的冲击加速度信号进行了能量分析，得到了冲击信号的时频分布和不同频带上的能量分布。冲击信号的频带能量分布与目标毁伤的关系密切，选用冲击信号峰值、冲击信号主振频带能量、水下目标内部装置自振频率所在频带能量作为判别因子，建立距离判别模型，对水下目标毁伤情况进行了预测；利用回代估计法对模型的合理性进行了检验。研究结果表明，预测结果与实际结果相符，证明将频带能量作为水下爆炸毁伤水下目标的特征指标是合理的。

不同水底介质对有限域中装药沉底爆炸特性的影响

杨莉, 汪玉, 黄超, 汪斌

2012, 26(5): 545-550. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.010

PDF (482)

摘要:
通过开展装药沉底爆炸原理性实验研究，得到了不同水底条件对装药沉底爆炸气泡运动和冲击波压力的影响规律：沉底装药水下爆炸气泡通常呈半球形，依附在水底并同时急剧膨胀达到最大半径，随后气泡做收缩运动并连带水底介质颗粒迅速上浮，同时形状发生显著变化，如在石底和泥底时气泡在水底射流的作用下呈蘑菇状上浮，砂底时气泡则呈现出柱状上浮、未出现明显脉动运动即已坍塌破裂；沉底爆炸与水底介质发生强烈耦合作用而形成不同程度的反射波，通常水下石底的反射冲击波较泥底和砂底更强烈，且一般迭加后的冲击波峰值压力高于入射波阵面压力；不同水底介质条件下，装药与水底发生的强烈耦合作用均对水底造成强冲击破坏。

橡胶夹层厚度对复合靶板抗射流侵彻性能的影响

祖旭东, 黄正祥, 贾鑫, 肖强强

2012, 26(5): 551-556. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.011

PDF (569)

摘要:
通过分析应力波在橡胶复合靶板中的传播特性，研究了复合靶板上各层质点速度在应力波作用下的变化情况，分析了应力波在橡胶复合靶板对射流干扰中的作用，结合射流在空气中的断裂模型，提出了射流在复合靶影响下的断裂模型；分析了橡胶夹层厚度对复合靶板抗射流侵彻性能的影响；通过脉冲X光照相技术和穿深实验，研究了橡胶夹层厚度不同时，在射流以68倾角侵彻下，橡胶复合靶板对56 mm口径基准成型装药射流的干扰情况及射流的剩余侵彻能力。研究结果表明：理论分析与实验结果相吻合；橡胶复合靶板对射流有很好的干扰作用；在满足结构效应的情况下，随着天然橡胶夹层厚度的增加，应力波对射流的干扰能力降低，射流的变形程度减小，复合靶板的防护能力降低。

玄武岩纤维布超高速撞击损伤分析

哈跃, 刘志勇, 管公顺, 庞宝君

2012, 26(5): 557-563. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.012

PDF (423)

摘要:
在航天器空间碎片超高速撞击防护领域中，采用高技术纤维作为防护材料是当今防护结构发展的趋势之一，玄武岩纤维（Basalt Fiber）是近年来受到关注的一种高强度纤维。对玄武岩纤维织物受铝合金弹丸超高速撞击时的宏观穿孔损伤特性和细观纤维丝断裂损伤特性进行了分析研究，观察到了冲击高压造成的材料熔化现象，根据实验结果拟合得到了玄武岩纤维布撞击孔的孔径方程，根据纤维丝断口形貌分析了纤维丝的断裂原因。研究结果可为玄武岩纤维材料在空间碎片防护结构中的应用提供有益参考。

后效期火药燃气加速弹丸的数值研究

郭则庆, 姜孝海, 王杨

2012, 26(5): 564-570. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.013

PDF (508)

摘要:
弹丸出膛后受高压火药燃气作用将继续加速并达到最大速度，后效期内弹丸增速大小及增速规律对于武器系统的设计和射击精度等具有重要的影响。采用基于动网格的有限体积方法，对不同装药量、弹丸质量和口径等9种条件下的发射过程进行了数值模拟，讨论了弹丸出膛后的受力状况和运动过程，对最大速度出现的时间、位置和增速量及其变化特点、影响因素等进行了详细的分析。计算结果显示，后效期弹丸增速率最大可超过3%，且加速过程受弹丸质量和装药量的影响很小。

多点激光干涉测速系统和电探针技术在飞片速度测量中的应用对比

金山, 陈永涛, 汤铁钢, 彭其先, 蒙建华

2012, 26(5): 571-576. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.014

PDF (542)

摘要:
多点激光干涉测速系统和电探针技术均可用于测量高速运动物体的运动参数，为了相互验证测试结果，分析测试系统各因素对测量精度的影响，在平面爆轰波驱动飞片的实验中，利用多点激光干涉测速系统和多组电探针，同时测量金属飞片的自由面速度。将多点激光干涉测速系统测得的飞片速度-时间曲线进行积分，得到飞片的位移-时间曲线，并与电探针测得的飞片到达预定位置的时刻进行对比。结果表明：多点激光干涉测速系统各测点测得的飞片自由面速度随时间的变化曲线一致，各测点测得的速度最大相对偏差为1.45%；对两套测试系统的零时及信号传输时间进行修正后得到，当飞片飞行至5、10、15 mm位置时，电探针测得的飞片到达时刻与多点激光干涉测速系统测试结果的最大偏差值分别为0.02、0.02、0.07 s；两套系统在同一测点的测试差值随飞片飞行距离的增加而增加，其原因可能是，炸药透镜的波形差对飞片运动的影响随着飞片飞行距离的增加而增大。

TATB基炸药水中爆炸能量测试技术

汪斌, 张远平, 王彦平

2012, 26(5): 577-582. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.015

PDF (438)

摘要:
在用水中爆炸法测量以TATB为基的TBL炸药能量的研究中，设计了2种具有高爆压和大质量的扩爆药柱。通过2类扩爆药柱的能量测试实验得到的扩爆药柱能量与理论结果相同，TBL炸药的能量为TNT炸药能量的70%左右；炸药的爆压越高，冲击波能量随爆炸距离的衰减越快。

炸药安全性的火箭橇实验研究

赵继波, 谭多望, 李涛, 张远平

2012, 26(5): 583-589. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.016

PDF (367)

摘要:
采用双轨火箭橇加载装置，对PBX-1炸药结构件进行了靶打弹撞击实验，采用PVDF计和压电石英计，测量炸药中入射压力和反应压力的变化情况；通过高速摄影和大画幅照相，观察了炸药件受撞击后发生反应的直观图像和靶、弹撞击的细节过程；利用冲击波超压传感器，测量了炸药反应后的超压曲线，并估算了其相对能量释放率。初步实验结果表明，当入射压力为0.48 GPa时，炸药发生部分爆炸，相对能量释放率约为51.8%。

围压条件下空化磨料射流的冲蚀特性与机制分析

廖华林, 牛继磊, 易灿

2012, 26(5): 590-594. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.017

PDF (559)

摘要:
磨料射流在水利水电、石油工程和海洋资源开发等领域有着广泛的应用，研究射流的冲蚀特性和破坏物料机制对提高水射流利用效率具有重要意义。利用自行研制的实验装置，研究了围压条件下自振空化、文丘里和锥形3种喷嘴形成的磨料射流冲蚀特性，分析了空化磨料射流冲蚀物料的机制。结果表明：自振空化喷嘴和文丘里喷嘴的冲蚀效果优于锥形喷嘴，空化作用有助于提高磨料射流的冲蚀效果；磨料射流的冲蚀效率随围压的增大而降低，主要原因是围压对纯水射流和空化磨料射流的压力脉动和冲击力具有抑制作用。分析认为，空化磨料射流冲蚀破碎物料的机制主要包括冲蚀、气蚀和共混磨蚀3 种作用。

金属离子辅助高静压钝化树莓多酚氧化酶研究

龚武霞, 李淑燕, 江俊, 陈芳, 张燕, 胡小松, 吴继红

2012, 26(5): 595-600. doi: 10.11858/gywlxb.2012.05.018

PDF (485)

摘要:
树莓多酚氧化酶具有较强的耐压性，在600 MPa压力下处理45 min，其残余酶活仍高达40%以上。为了进一步钝化树莓内源多酚氧化酶的活性，研究了金属离子辅助高静压对树莓多酚氧化酶钝化的影响。在树莓多酚氧化酶粗酶液中添加对酶活性有抑制、激活、无改变的金属离子，研究其辅助400、600 MPa压力处理钝化树莓多酚氧化酶的效果。发现添加金属离子后，多酚氧化酶的活性随压力增大、时间延长而降低；Fe2+、Mn2+以及Cu2+均有不同程度的协同高静压钝化作用，而Ca2+在钝化树莓多酚氧化酶时与高静压出现拮抗现象，对树莓多酚氧化酶活性无影响的Zn2+未出现协同/拮抗作用。

2012年第26卷第5期

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