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斜波压缩实验数据的正向Lagrange处理方法研究

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爆炸与冲击 2017年第2期37卷 243-248页

作者：罗斌强张红平赵剑衡孙承纬中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

提出了一种联合使用Lagrange方法和转换函数方法来处理斜波压缩实验数据的新途径,和传统的数据处理方法相比,该方法更适合处理材料的复杂力学响应并具有较好的精度,同时该方法使用过程中对样品材料参数的初猜值精度要求更低。分析了转... 详细信息

提出了一种联合使用Lagrange方法和转换函数方法来处理斜波压缩实验数据的新途径,和传统的数据处理方法相比,该方法更适合处理材料的复杂力学响应并具有较好的精度,同时该方法使用过程中对样品材料参数的初猜值精度要求更低。分析了转换函数方法的可靠性和健壮性,讨论了转换函数和Lagrange方法联合在斜波压缩强度实验数据处理中的应用,获得了可靠的结果。

关键词： Lagrange方法转换函数数据处理斜波压缩

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固体材料高功率激光斜波压缩研究进展

爆炸与冲击 2015年第2期35卷 145-156页

作者：李牧孙承纬赵剑衡中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

利用高功率激光诱导的应力波对固体材料进行高应变率斜波压缩,是近年来快速发展的新型动高压实验技术。与传统加载手段不同,它可以在数ns时间内以极高的应变率（106~109 s-1）将薄样品平滑加载到数千万大气压,并仍然保持其固体状态。结... 详细信息

利用高功率激光诱导的应力波对固体材料进行高应变率斜波压缩,是近年来快速发展的新型动高压实验技术。与传统加载手段不同,它可以在数ns时间内以极高的应变率（106~109 s-1）将薄样品平滑加载到数千万大气压,并仍然保持其固体状态。结合多种先进的诊断技术,可以测得样品材料的热力学、动力学参数和原位微观结构特性,是研究动高压物理、物态方程和高应变率动力学问题的先进途径。本文梳理了这种技术的发展历程,对其加载和诊断技术以及已取得的主要结果进行综述,并展望了其发展前景。

关键词：爆炸力学斜波压缩高功率激光固体材料物态方程应变率相关

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磁驱动斜波压缩实验结果的不确定度分析

高压物理学报 2017年第3期31卷 295-300页

作者：罗斌强张红平种涛王桂吉谭福利赵剑衡孙承纬中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

磁驱动斜波压缩作为一种新颖的加载技术受到冲击动力学界的关注。对磁驱动斜波压缩实验过程进行了分析,给出了Lagrange正向数据处理的误差传递公式,并对反向积分数据处理的实验不确定度进行了评估。正向分析和反向积分计算得到的实验不... 详细信息

磁驱动斜波压缩作为一种新颖的加载技术受到冲击动力学界的关注。对磁驱动斜波压缩实验过程进行了分析,给出了Lagrange正向数据处理的误差传递公式,并对反向积分数据处理的实验不确定度进行了评估。正向分析和反向积分计算得到的实验不确定度一致。磁驱动斜波加载实验获得的材料声速的相对不确定度小于1.5%,应力的相对不确定度小于2.5%,表明磁驱动平面斜波压缩实验技术是一种可靠的精密物理实验技术。

关键词：斜波压缩数据处理不确定度分析

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斜波压缩下HMX晶体的弹塑性行为

爆炸与冲击 2021年第5期41卷 20-26页

作者：种涛莫建军郑贤旭傅华蔡进涛中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

开展了(010)、(011)晶向HMX晶体的斜波压缩实验,获得了约15 GPa压力下的速度响应剖面。实验结果表明,HMX单晶存在明显弹塑性转变行为,且速度波形有下降趋势,这是材料的黏性效应导致,材料的弹性极限随着样品厚度增加而变化,不同晶向的材... 详细信息

开展了(010)、(011)晶向HMX晶体的斜波压缩实验,获得了约15 GPa压力下的速度响应剖面。实验结果表明,HMX单晶存在明显弹塑性转变行为,且速度波形有下降趋势,这是材料的黏性效应导致,材料的弹性极限随着样品厚度增加而变化,不同晶向的材料动力学特性存在差异。结合Hobenemser-Prager黏弹塑性本构关系和三阶Birch-Murnaghan物态方程开展了HMX晶体斜波压缩物理过程的数值模拟,计算结果可以很好地描述HMX晶体的弹塑性转变这一物理过程。

关键词： HMX晶体弹塑性转变斜波压缩状态方程

20 GPa斜波压缩下PBX-14炸药的动力学响应

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高压物理学报 2022年第1期36卷 107-112页

作者：种涛莫建军傅华郑贤旭李涛张旭中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

利用磁驱动加载实验技术和激光干涉测速技术,开展了未反应固体TATB基PBX-14炸药的斜波压缩实验,获得了20 GPa峰值压力下PBX-14炸药的后表面速度波剖面实验数据。基于阻抗匹配修正的迭代Lagrange数据处理方法处理实验数据,获得了0~20 GP... 详细信息

利用磁驱动加载实验技术和激光干涉测速技术,开展了未反应固体TATB基PBX-14炸药的斜波压缩实验,获得了20 GPa峰值压力下PBX-14炸药的后表面速度波剖面实验数据。基于阻抗匹配修正的迭代Lagrange数据处理方法处理实验数据,获得了0~20 GPa压力范围内PBX-14炸药的压力-相对比容关系、高压声速-粒子速度关系等动力学特性参数。结合等熵状态方程和由实验获得的动力学参数,对PBX-14炸药的斜波压缩实验过程开展了一维流体动力学数值模拟,计算结果与实验结果吻合良好,验证了本实验方法、数据处理方法及选取的物理模型的正确性。

关键词： PBX-14 状态方程斜波压缩声速

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窗口声阻抗对锆相变动力学的影响

物理学报 2018年第7期67卷 26-33页

作者：种涛王桂吉谭福利赵剑衡唐志平中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900 中国科学技术大学近代力学系合肥230027

基于磁驱动加载装置CQ-4开展了锆的斜波压缩相变实验,研究了锆样品后表面窗口声阻抗对相变波形的影响.实验结果显示,锆后表面为较低声阻抗窗口(自由面和LiF窗口)时,相变起始对应的特征粒子速度约331.0 m/s,而高阻抗蓝宝石窗口时,特征粒... 详细信息

基于磁驱动加载装置CQ-4开展了锆的斜波压缩相变实验,研究了锆样品后表面窗口声阻抗对相变波形的影响.实验结果显示,锆后表面为较低声阻抗窗口(自由面和LiF窗口)时,相变起始对应的特征粒子速度约331.0 m/s,而高阻抗蓝宝石窗口时,特征粒子速度约301.9 m/s,特征速度对应的压力从约9.14 GPa下降到8.27 GPa.相变对应的速度特征拐点是与多种因素相关的实验信息,因此它对应的压力并不是材料属性参数相变压力.结合基于热力学Helmholtz自由能的多相状态方程和非平衡相变动力学方程开展了锆的相变动力学数值模拟研究,相变弛豫时间为30 ns,计算结果与三种情况的实验结果符合良好,可以较好地模拟斜波压缩下锆的弹塑性转变、相变等物理过程.在压力-比容和温度-压力热力学平面,相变前锆的准等熵线与冲击绝热线差异很小,相变后准等熵线都位于冲击绝热线下方,随着压力的增加准等熵线和冲击绝线偏差越来越大,温度-压力平面中在20 GPa时相差约100 K.相变开始后,由于相变引起比容的间断,导致锆的拉氏声速迅速下降约7%,相变完成后拉氏声速恢复到体波声速.

关键词：多相状态方程相变斜波压缩声阻抗

材料动态强度直接测量的磁压剪实验技术及应用

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爆炸与冲击 2018年第2期38卷 258-265页

作者：王桂吉罗斌强陈学秒赵剑衡陈光华谭福利孙承纬吴刚中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

提出一种用于直接测量动载荷下材料强度的新方法,即磁驱动压剪联合加载实验技术。从理论和数值计算上分析了压/剪联合作用下材料的应力偏量与屈服强度关系,计算斜波加载下压/剪联合作用时应力偏量与屈服强度的时空演化特性,给出材料强... 详细信息

提出一种用于直接测量动载荷下材料强度的新方法,即磁驱动压剪联合加载实验技术。从理论和数值计算上分析了压/剪联合作用下材料的应力偏量与屈服强度关系,计算斜波加载下压/剪联合作用时应力偏量与屈服强度的时空演化特性,给出材料强度数值的计算方法。并基于自行研制的强脉冲电流装置和10T准静态磁场发生器,利用多点双光源外差位移干涉仪(dual laser heterodyne velocimetry,DLHV),开展磁压剪实验对2种铝样品的动态强度进行测量,得到不同加载压力下铝样品的强度。结果表明:磁驱动压/剪联合加载技术为材料的高压强度直接测量提供了一种新途径,是可靠的实验技术。

关键词：材料强度磁压剪斜波压缩准静态磁场

磁驱动压-剪联合加载下材料动态强度的直接测量

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中国科学：物理学、力学、天文学 2016年第11期46卷 44-51页

作者：罗斌强陈学秒王桂吉谭福利赵剑衡孙承纬中国工程物理研究院流体物理研究所绵阳621900

动高压下材料的屈服强度测量一直是冲击动力学界长期追求的目标.本文介绍了一种直接测量材料高压强度的新实验方法,即磁驱动压-剪联合加载实验技术.分析了压-剪联合作用下材料的应力偏量与屈服强度关系,数值计算了斜波加载下压-剪联合... 详细信息

动高压下材料的屈服强度测量一直是冲击动力学界长期追求的目标.本文介绍了一种直接测量材料高压强度的新实验方法,即磁驱动压-剪联合加载实验技术.分析了压-剪联合作用下材料的应力偏量与屈服强度关系,数值计算了斜波加载下压-剪联合作用时应力偏量与屈服强度的时空演化,给出了强度数值的计算方法.基于CQ-4装置,开展了磁驱动斜波加载压-剪联合实验设计并对铝的高压强度进行了测量,获得了可靠的实验数据.实验结果表明,磁驱动压-剪联合加载技术作为一种全新的加载手段,在材料的动高压强度测量方面展示了广阔的应用前景.

关键词：磁压剪斜波压缩屈服强度

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磁驱动斜波加载下铋的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ相变实验

高压物理学报 2018年第5期32卷 25-30页

作者：种涛谭福利王桂吉赵剑衡唐志平中国科学技术大学近代力学系安徽合肥230027 中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

设计了一套与磁驱动斜波加载实验装置CQ-4配套的样品预设温度系统,温度范围为室温至180℃。利用此装置联合双源光外差测速系统,完成了不同初始温度下铋的斜波压缩相变实验,并在单发实验中获得了同时含有Ⅰ-Ⅱ和Ⅱ-Ⅲ两次相变信息的速度... 详细信息

设计了一套与磁驱动斜波加载实验装置CQ-4配套的样品预设温度系统,温度范围为室温至180℃。利用此装置联合双源光外差测速系统,完成了不同初始温度下铋的斜波压缩相变实验,并在单发实验中获得了同时含有Ⅰ-Ⅱ和Ⅱ-Ⅲ两次相变信息的速度剖面。实验结果显示,随着铋的初始温度从室温提高到148℃,Ⅰ-Ⅱ相变和Ⅱ-Ⅲ相变起始对应的特征拐点速度分别从251.6和275.7m/s下降到239.4和259.7m/s。

关键词：斜波压缩初始温度相变铋速度剖面