高压物理学报

文尚刚, 孙承纬, 赵锋, 谭多望

2009, 23(2): 81-86 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.001

PDF (938)

摘要:
在推广的Gurney理论模型基础上，采用遗传算法优化技术，对平面二级强爆轰驱动非线性问题进行了初步的优化设计。飞片及炸药的材料分别为钢及JO-9159，在初级飞片和次级飞片厚度分别为2.5 mm和0.5 mm时，得到了不同初级飞片速度（5.0～6.5 km/s）下次级飞片的最大速度及对应的次级炸药最佳厚度。并对铝、铜、钼及钽等几种典型金属材料飞片进行了计算，得到了初级飞片速度为5 km/s时对应的次级炸药最佳厚度等优化参数。这些计算结果可以为二级强爆轰驱动装置的实验设计提供重要参考。

高压合成La填充型CoSb3方钴矿热电材料及其电输运性能

姜一平, 贾晓鹏, 马红安, 宿太超, 董楠, 邓乐

2009, 23(2): 87-90 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.002

PDF (970)

摘要:
采用高温高压手段，在压力3.5 GPa、温度900 K的条件下，成功合成出La填充型方钴矿热电材料LaxCo4Sb12（0x1.0），系统地研究了样品的晶体结构和电输运性能随填充分数x的变化关系。研究结果表明：在最大填充分数x为0～1.0的范围内，随着La填充分数的增加，样品的晶胞常数稍有增大，晶体结构仍为典型的方钴矿结构，没有La杂质相出现。室温下样品的电输运性能测试结果表明：La填充型方钴矿为p型半导体；样品的电阻率和Seebeck系数随La含量的增加均呈现出先增加后逐渐降低的趋势；当填充分数x为0.3时，样品的Seebeck系数和电阻率均达到了最大值；功率因子在x＝0.5时达到了最大值。

电火花放电通道蚀除绝缘工程陶瓷的热力学特性研究

刘永红, 于丽丽, 徐玉龙, 纪仁杰, 李庆云

2009, 23(2): 91-97 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.003

PDF (838)

摘要:
研究开发出一种绝缘工程陶瓷电火花加工新技术，它是利用电火花放电通道流经绝缘工程陶瓷表面时产生的瞬时高温作用进行蚀除加工的。建立了电火花放电通道热蚀除加工绝缘工程陶瓷的温度场和热应力场数学模型，对绝缘工程陶瓷表面上的温度梯度和热应力场进行了数值模拟，给出了火花放电通道在绝缘工程陶瓷表面上形成的温度梯度和热应力分布规律。模拟结果为揭示绝缘工程陶瓷的电火花微观去除机理、预测绝缘工程陶瓷表面的微观形貌和电加工参数的选择等奠定了理论基础。

基于铰链式六面顶压机的二级6-8模超高压大腔体内置加热元件的设计与温度标定

陈晓芳, 贺端威, 王福龙, 张剑, 李拥军, 房雷鸣, 雷力, 寇自力

2009, 23(2): 98-104 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.004

PDF (1187)

摘要:
首次报道了一种新型的基于铰链式六面顶压机的二级6-8模大腔体静高压装置的内置加热元件的设计与温度标定。此加热组装结构简单，升温快，保温效果好，并有效地解决了国外基于两面顶压机构架下的二级6-8模内加热组装中热电偶在施加压力时易断的问题。以低成本的碳管为加热元件，采用直接和间接两种加热方式，用双铂铑（Pt6%Rh-Pt30%Rt）B型热电偶进行温度测量，并根据实验过程中加热功率与腔内实际温度的关系，对不同压力下腔体内的温度进行了标定。实验结果表明：此加热系统的油压达到40 MPa（腔体压力约10 GPa）时，温度可以达到1 700 ℃以上；在油压为30 MPa、样品室温度为1 000 ℃时，保温时间可达2 h，甚至更长；实验中获得样品的直径可达3 mm，高度可达7 mm，实现了在高温超高压条件下大样品的制备，满足了实验对产生高温超高压条件的需要。

兆巴冲击压力下测量金属铝剪切粘性的实验技术改进

李一磊, 刘福生, 马晓娟, 李永宏, , 张明建, 张继春

2009, 23(2): 105-110 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.005

PDF (948)

摘要:
由于在测量高压下金属粘性的实验中不同测量方法得到的粘性系数值存在很大的系统偏差，所以提出和完善实验方法、获得更多可靠的实验数据显得非常必要。通过改进飞片碰撞的实验技术，在101 GPa压力下测量了铝样品中冲击波前沿上正弦形小扰动的振幅衰减和反向振荡现象，借助Miller和Ahrens对非理想初始流场的解析解，求得铝在此压力下的剪切粘性系数约为800 Pas。

内部爆炸载荷作用下混凝土动力响应的数值模拟

冷冰林, 许金余, 孙惠香, 徐杰

2009, 23(2): 111-116 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.006

PDF (824)

摘要:
目前，采用实验方法对爆炸载荷破坏效应进行全面、准确描述仍是一个难题。运用ANSYS/LS-DYNA非线性显式动力学有限元程序，采用流固耦合算法，对混凝土在内部爆炸载荷作用下的空腔形成和发展规律等动力响应问题进行了数值模拟。通过实际算例，比较研究了混凝土敷设钢板与否对成坑大小、损伤区、压力云图以及应力时程曲线等的影响，进一步研究了有钢板加固时混凝土在爆炸荷载作用下的破坏机理。研究表明：采用流固耦合算法可以避免由于物质的大变形引起的单元畸变和网格消蚀等问题，提高了计算效率；很好地模拟了混凝土内部爆炸时，中心爆炸空腔压缩面和自由面的拉伸层裂破坏过程，且与理论计算值吻合较好；通过表面敷设钢板，可以减小混凝土的拉应力峰值，抑制混凝土中裂纹的发展，从而提高其防震塌能力以及结构的完整性。

FeMnNi合金高压加卸载历程测量和相变层裂分析

李庆忠, 陈永涛, 汤铁钢

2009, 23(2): 117-122 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.007

PDF (931)

摘要:
采用VISAR和X光联合测试技术，利用等厚对称和逆向碰撞法测量了FeMnNi合金高压加卸载历程和相变层裂信息。加载过程中，FeMnNi合金样品发生相转变，相变波速大于塑性波速，在撞击面上相变波与塑性波合并成单一相变波；卸载过程中，FeMnNi合金样品可能发生了逆相变，形成了除合并相变波在自由面反射中心稀疏波R以外的两道卸载波S1和S2。等厚对称高压加载下，FeMnNi合金样品发生了二次层裂。分析中心稀疏波R、卸载波S1和S2在样品中的传播作用过程，发现样品发生冲击相变和卸载逆转变是导致其等厚对称高压加载下发生二次层裂行为的主要原因。

激光支持等离子体爆轰波温度的实验测量

鲁建英, 陈朗, 伍俊英, 冯长根

2009, 23(2): 123-129 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.008

PDF (916)

摘要:
高能量激光聚焦空气产生等离子体，等离子体进一步吸收激光能量会形成激光支持等离子体爆轰波。等离子体爆轰波温度是表征爆轰波的一个重要参数，研究等离子体爆轰波温度对于深入了解激光支持等离子体爆轰波形成机理有重要意义。分析了激光聚焦空气形成等离子体爆轰波过程和影响等离子体爆轰波温度的主要因素。采用多通道瞬态光学高温计，测量了不同激光发射能量下空气中形成的激光支持等离子体爆轰波的辐射强度，获得了一系列等离子体爆轰波温度动态变化曲线。测量结果表明：等离子爆轰波温度在随时间演化过程中出现3个峰，最高温度在7 000～10 000 K范围内；激光能量与等离子体爆轰波温度没有明显的相关性。

CO气体在5 000 K和25 GPa条件下的动力学研究

李晓凤, 彭卫民, 赵峰, 张艳丽, 姬广富, 崔红玲

2009, 23(2): 130-136 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.009

PDF (870)

摘要:
利用第一性原理分子动力学方法，对炸药降解产物CO在温度5 000 K、压力25 GPa条件下的化学过程进行了研究。计算得到的最终产物主要由C3O2、CO2和C2O2组成。通过对CO、C3O2、CO2和C2O2组成的混合物体系的振动性质进行分析，发现计算得到的红外光谱与一些理论和实验结果一致；体系的径向分布函数表明，最终产物具有高密度流体的特征；同时还分析了CO、C3O2和CO2的态密度。结果表明：CO在温度5 000 K、压力25 GPa 这一特定条件下的反应主要归因于高温高压下CO分子间的剧烈碰撞；在形成这些产物的过程中没有发现有明显的过渡态存在。

高温高密度条件下氮分子三体关联效应与冲击压缩特性

孙燕云, 刘福生, 张明建, 徐利华

2009, 23(2): 137-142 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.010

PDF (889)

摘要:
基于量子化学从头计算方法，计算了处于高密度条件下氮分子之间的两体排斥势和三体关联势，并采用球面平均近似求得了它们各自的高温平均势能值，得到了包括三体关联效应的等效两体势函数与分子间距的解析关系。借助分子流体微扰变分理论，并考虑van der Waals长程作用，分别采用总平均两体势和总等效两体势，计算了液氮的冲击压缩曲线。计算结果表明，在不需要考虑分子离解的压缩范围内（1～35 GPa），三体关联效应的贡献使分子间总等效两体势函数比单独两个分子间总平均作用势函数明显软化，与实验Hugoniot数据结果一致。

PETN炸药爆轰产物状态方程的理论研究

赵艳红, 刘海风, 张弓木

2009, 23(2): 143-149 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.011

PDF (1064)

摘要:
采用van der Waals等效单组分流体模型和Ross硬球微扰理论软球修正模型，计算爆轰气相产物的状态方程；用石墨相、金刚石相、类石墨液相和类金刚石液相4种相态描述凝聚成分，由Gibbs自由能最小原理确定不同状态下的凝聚产物相态。对爆轰产物混合系统采用自由能最小原理，通过化学平衡方程组求解炸药爆轰产物系统的平衡组分。使用该理论计算PETN炸药Chapman-Jouguet（CJ）点的爆轰参数，其值与实验值符合得很好；同时计算了以CJ点为起始点的等熵卸载线，并与传统的Jones-Wilkins-Lee（JWL）状态方程的计算结果进行比较，发现计算的值是单调递减的，而JWL状态方程计算的值却出现了双峰现象。分析认为，传统的JWL状态方程给出的双峰变化，是由其函数形式自身决定的，并不对应实际物理过程。

滤光片对瞬态光学高温计通道线性的影响

王荣波, 李泽仁

2009, 23(2): 150-154 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.012

PDF (896)

摘要:
滤光片是瞬态光学高温计系统中的一个重要器件，滤光片的技术参数对高温计的性能有重要影响。对窄带滤光片的通带半高宽、背景透过率和峰值透过率给通道线性带来的影响进行了分析和计算。结果表明，滤光片的通带半高宽、背景透过率和峰值透过率对通道的线性均有较大的影响。研究结果为研制高性能的瞬态光学高温计时选取合适的滤光片提供了依据。

伸出式侵彻体攻角侵彻靶板的数值模拟研究

李长顺, 刘天生, 王凤英, 高永宏

2009, 23(2): 155-160 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.02.013

PDF (992)

摘要:
利用LS-DYNA3D软件，对有攻角条件下伸出式侵彻体侵彻单层靶板及等厚度双层间隔靶板进行了数值模拟研究，从靶后动能和靶板破坏程度的角度对比了伸出体与同质量、同外径的基准杆侵彻单/双层靶板的能力。得出了侵彻体动能随时间变化的规律，分析了侵彻过程中攻角、速度及靶板分层3个重要因素对侵彻体侵彻能力的影响。结果表明：当攻角小或速度大时，伸出式侵彻体相对基准杆有较明显的优势；当双层靶板的间隔与基准杆长度相等时，靶板的分层对伸出体的侵彻性能几乎无影响，而对基准杆有较大影响，说明伸出体侵彻多层间隔防护结构的能力明显优于基准杆。

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