高压物理学报

韩奇钢, 马红安, 李瑞, 张聪, 李战厂, 贾晓鹏

2010, 24(1): 1-5 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.001

PDF (850)

摘要:
以有限元法为理论基础，通过运行大型有限元软件，成功构建了铰链式六面顶压机配套顶锤的有限元理论模型，并确立了碳化钨顶锤的破裂判据。模拟结果表明：以小斜边末尾处为应力参考点，依据第四强度理论，能够对碳化钨顶锤的性能进行更加合理的数值分析。依据此判据可知：在顶锤锤面及小斜边附近，裂纹高发区分布在小斜边附近；在顶锤轴向上，裂纹高发区分布在距离顶锤锤面30 mm处。铰链式六面顶压机配套碳化钨顶锤的有限元模型以及碳化钨顶锤破裂判据的成功构建，为实现新型碳化钨顶锤的设计与研究奠定了基础，对促进实现铰链式六面顶压机腔体大型化具有现实意义。

聚对苯二甲酸乙二醇酯-双酚A型聚碳酸酯共混体系中聚合物伸直链晶体的形态分析

吕军, 黄锐, 李良彬

2010, 24(1): 6-14 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.002

PDF (500)

摘要:
利用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）等表征手段，研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯-双酚A型聚碳酸酯（PET-PC）共混物的高压结晶样品。研究发现共混体系中存在具备不同形态特征的伸直链晶体，其中包括楔形晶体、弯曲晶体以及楔形弯曲晶体。通过对这些晶体的形态观察，揭示出体系中大尺寸聚酯伸直链单晶体的增厚生长首先要经历形成折叠链晶核的成核阶段，然后才是在酯交换反应和链滑移扩散两种机制共同作用下的等温增厚的链伸展过程。有助于深入理解PET-PC共混物中伸直链单晶体生长过程的本质因素，以便在类似聚合物体系中合成大尺寸的同类晶体。

悬浮RDX炸药粉尘爆轰的数值模拟

洪滔, 林文洲, 秦承森

2010, 24(1): 15-20 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.003

PDF (795)

摘要:
用两相流模型对悬浮RDX炸药粉尘爆轰波进行了数值模拟。RDX炸药颗粒在爆轰波阵面后的高温高速气流中加速并升温，颗粒表面发生熔化。参考液滴在高速气流作用下剥离的效应，假设炸药熔化部分在高速气流的作用下发生剥离，破碎成极小的颗粒，瞬时发生分解反应，释放出能量支持爆轰波传播。数值模拟了在不同粒径和浓度的悬浮RDX炸药粉尘中爆轰波的发展与传播过程，得到了爆轰波流场中气-固两相的物理量分布，并确定了爆轰波参数。在较低的RDX粉尘浓度条件下，爆轰波阵面压力的峰值曲线出现振荡。当RDX粉尘浓度在80~150 g/m3时，数值模拟得到的爆轰波阵面压力峰值曲线的振荡是规则的；当RDX粉尘浓度为70 g/m3时，爆轰波阵面压力峰值曲线出现不规则振荡。

颗粒体侵彻数值计算方法研究

刘小虎, 祝涛

2010, 24(1): 21-25 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.004

PDF (537)

摘要:
分别采用连续体有限元方法、离散元方法、离散颗粒有限元方法和有限元-离散元混合方法，对钢球以100 m/s和200 m/s的速度侵彻细沙石回收靶过程进行了数值计算，通过对4种方法的计算精度和计算效率的比较分析，表明有限元-离散元方法更适合于颗粒材料侵彻问题的数值计算。

基于消息传递接口的空中爆炸问题的并行计算

费广磊, 马天宝, 宁建国

2010, 24(1): 26-30 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.005

PDF (778)

摘要:
研究了用于处理三维多物质欧拉网格的模糊界面技术以及算法存在的数据相关性问题，提出了解决数据相关性的方法。采用基于消息传递接口（MPI）模式，设计出了相应的MMIC-3D并行程序，得到了无限空气介质中爆炸的三维数值模拟结果，计算结果与实际的实验现象及规律基本吻合。在共享存储的全对称多处理机（SMP）上进行了测试，得到了理想的加速比。

结构钢中绝热剪切带形成与扩展的光学观测与数值模拟

陈思颖, 黄晨光, 孔卫国, 倪国强

2010, 24(1): 31-36 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.006

PDF (442)

摘要:
绝热剪切带（Adiabatic Shear Band，ASB）是许多金属材料在冲击载荷作用下发生破坏的主要原因之一，它是近年来冲击动力学和损伤力学研究的前沿和热点。相关的理论研究主要针对一维剪切条件，分析应力、应变、剪切速度、材料热物理和力学性能、初始缺陷大小之间的关系，得到一个由多个物理量组合而成的量来判别材料出现剪切带的难易。ASB的实验主要利用Hopkinson压杆、扭杆、压剪炮等加载技术，研究钛合金、钨合金、高强结构钢等材料的剪切带特征，包括局部温度和变形分布、剪切带出现的阈值等。但是，对剪切带演化过程的在位观察及其动态实时演化的研究还较少见，妨碍了人们对由于剪切局部化而导致的材料破坏机理的深入认识。针对45钢，在Hopkinson压杆上，开展了不同冲击加载条件下剪切带演化过程的在位观察及可视化研究。利用自行设计的高分辨力的光学观测系统和基于数字相关理论的图像处理软件，捕捉了单一试样在冲击加载条件下ASB逐渐形成和扩展的过程。同时，利用LS-DYNA商业程序对试样的冲击压缩过程进行了数值模拟，所得主要结果与实验观测基本一致。

组合式隔热陶瓷短杆高温SHPB实验技术

肖大武, 李英雷, 胡时胜

2010, 24(1): 37-42 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.007

PDF (711)

摘要:
讨论和分析了当前高温分离式霍普金森压杆（SHPB）实验技术，为了获得材料在高温下可靠的动态力学性能，建立了一套在压杆和试件之间添加隔热陶瓷短杆的高温SHPB实验系统。相比于传统接触式高温SHPB方案，该系统可以使用在更高的冲击载荷和温度下，与机械对杆方案相比，实验装置及其控制要简便许多。结合有限元模拟，对陶瓷短杆及温度场对压杆中应力波传播的影响进行了相应的评估，并利用这套实验系统得到了800 ℃下HR2抗氢钢的动态压缩应力-应变曲线。

有机玻璃的几何形状对爆炸切割影响的研究

王志华, 李志强, 任会兰, 赵隆茂

2010, 24(1): 43-48 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.008

PDF (644)

摘要:
为了改善现有的航空弹射救生系统，提高飞行员安全逃生的成功率，提出了微爆索切割技术在航空穿盖弹射救生系统中的应用。采用非线性动力显式程序LS-DYNA3D，对有机玻璃平板元件、航空舱盖的微爆索切割过程进行了数值计算分析，得到了不同装药量下有机玻璃平板元件、航空舱盖的切割深度，对比了有机玻璃的几何形状对微爆索切割深度的影响。模拟结果表明：有机玻璃平板切割实验对航空舱盖切割实验具有一定的指导意义，研究结果也可为微爆索线性切割航空舱盖的实验设计提供依据。

Ta-10W合金压缩力学性能实验研究

钟卫洲, 宋顺成, 谢若泽, 黄西成

2010, 24(1): 49-54 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.009

PDF (1028)

摘要:
利用MTS材料试验机和分离式Hopkinson压杆（SHPB）实验装置对非退火状态Ta-10W合金进行了准静态和动态压缩实验，给出了材料的静态压缩屈服强度和应变率在700～3100 s-1范围内的动态压缩应力-应变曲线，并获得了不同应变率下材料的动态屈服强度。通过对实验结果的分析可以发现，非退火状态Ta-10W合金具有较好的韧性，在所进行的实验中试件表面均未出现可见裂纹；试件材料具有较高的静、动态屈服强度，静态屈服强度达到930 MPa，动态屈服强度在1 GPa以上，在所进行的700～3 100 s-1应变率范围内，材料的动态屈服强度随应变率的增加略有提高。

钝感高能炸药爆轰产物JWL状态方程再研究

孙占峰, 徐辉, 李庆忠, 张崇玉

2010, 24(1): 55-60 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.010

PDF (891)

摘要:
对钝感高能炸药JB-9014的爆轰产物JWL状态方程进行了深入研究。利用改进的圆筒试验技术，得到了筒壁膨胀的质点速度、位移和加速度的实验结果；通过解析分析和曲线拟合相结合的方法，确定了爆轰产物JWL状态方程参数；采用ANSYS/LS-DYNA3D程序进行了数值模拟，并与实验结果进行了对比和分析，验证了状态方程参数的适用性。

内部短药柱爆炸作用下钢筒破裂特征的数值分析

王新征, 张松林, 邹广平

2010, 24(1): 61-66 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.011

PDF (751)

摘要:
采用光滑粒子（SPH）法研究了短药柱在钢筒内爆炸形成破片的特征，采用Grady层裂准则描述钢筒的层裂破坏，破坏模式为随机破坏，服从Mott分布。分析了破片的质量分布和速度，计算结果表明：钢筒经过一定膨胀后，首先在装药端部位置破裂，然后爆心附近的钢筒解体成破片，如果是封闭钢筒，钢筒端部也是形成破片的重要部位。爆心附近的破片质量小、速度高；端部的破片质量较大、速度低；爆心附近的破片相对集中。

石墨相C3N4压致结构相变研究

李雪飞, 马艳梅, 沈龙海, 张剑, 类伟巍, 刘伟, 邹广田

2010, 24(1): 67-70 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.012

PDF (1047)

摘要:
将有机物三聚氰胺（C3N6H6）高温热解，得到了石墨相C3N4（g-C3N4）。利用同步辐射X射线衍射和金刚石对顶砧（DAC）高压技术，在室温下对g-C3N4进行了结构变化研究。实验结果表明，在16.57 GPa压力范围内，g-C3N4发生了压致结构相变，在6.6 GPa压力下，晶体结构由原来的石墨相转变为三斜相。使用Birch-Murnagha等温状态方程拟合出了样品的等温状态方程。

高压下Ti2AlN-Al的热稳定性研究

安佩, 寇自力, 李子扬, 秦家千

2010, 24(1): 71-75 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.013

PDF (797)

摘要:
研究了在高压条件下Ti2AlN-Al的热稳定性。X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）的实验结果表明，Ti2AlN-Al的稳定性与压力的关系较小。在不同压力（3、4和5 GPa）下，Ti2AlN-Al反应的最低温度在500～600 ℃之间，反应产物主要依赖于温度。900 ℃保温、保压20 min，Ti2AlN-Al基本反应完全，反应的最终产物主要为Al3Ti和TiN。

超压爆轰产物冲击绝热线的实验研究

曾代朋, 陈军, 谭多望

2010, 24(1): 76-80 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.014

PDF (760)

摘要:
炸药驱动高速飞片撞击基板和炸药，从而在炸药中产生超压爆轰状态。利用高速扫描相机测试了冲击波在炸药试样和铝标准试样中的传播速度，采用对比法得到了炸药爆轰产物的雨贡纽曲线。通过分析发现，通常的冲击波-粒子速度（D-u）关系式的线性拟合不适合CJ点附近的雨贡纽数据，对于炸药爆轰产物的冲击波-粒子速度关系式最好采用非线性关系式。利用冲击波前后物理量守恒关系式，将D-u数据转化为p-V数据，拟合得到了炸药爆轰产物的雨贡纽p-V关系。

2010年第24卷第1期

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