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2017年12月11日 星期一

丁酉(鸡)年十月廿四

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冲击压缩曲线的基本测量方法 - 正文 [回目录]

  冲击压缩曲线又称许贡纽曲线。从质量守恒、动量守恒和能量守恒导出的三个冲击波关系式中包括比容v、压强p、比内能E、粒子速度U和冲击波速度D等五个变量,只要测出其中任意两个量,就能对该方程组求解。原则上讲,除比内能外,其他各量都是可以测量的。在高压冲击压缩线测量中,通常选定DU作为测量参量,这是因为测量速度量的技术比较简便,精度较高。
  对于一般固体介质,当冲击压力为数百万巴(具体数值随材料而异)以下时,冲击波速度D与粒子速度U存在线性关系

DU0=с0+λ(UU0), (1)

相应的冲击压缩线方程为

冲击压缩曲线的基本测量方法。 (2)

压力再高,DU线性关系不再成立,而应作如下修正

DU0=с0+λ(UU0)-λ┡(UU0)2, (3)
冲击压缩曲线的基本测量方法 (4)

式中с0、λ及λ┡均为材料常数,с0为零压体积声速。由此可知,只要测得不同压力下材料的(DiUi)点集之后,再用数据拟合法求出с0、λ、λ┡,并通过式(2)或式(4)即可得到(p,v)平面内的冲击压缩线。
  D值是可以直接测量的,U值则要通过测量飞片速度(见冲击波产生技术)或样品的自由面速度,再通过换算求得。由同种材料制成的飞片和靶相撞时,若飞片温升可以忽略不计,飞片速度严格等于二倍粒子速度。此外,对大多数中等冲击阻抗的样品材料,当冲击压力在100万巴以下时,自由面速度近似等于二倍粒子速度。
  速度量的精确测量有以下两种主要方法。
  闪光隙法 测量原理见图1。它是利用不同测量位置上气隙内的闪光来显示冲击波、飞片或自由面的到达时间。图1b中的t1代表冲击波通过对应样品的时间,可用于计算冲击波速度D;t2代表冲击波通过对应样品的时间及样品自由面飞越对应空隙的时间之和,可用于计算样品的自由面速度。信号光源取自有机玻璃块和样品(或盖片)之间的空气或氩气受冲击压缩后所产生的辐射光。波形信号由光机式或光电式高速扫描相机进行记录。

冲击压缩曲线的基本测量方法冲击压缩曲线的基本测量方法

  电探针法 测量原理见图2。当冲击波、飞片或自由面到达测量位置时,由电探针启动信号形成电路,送出一个电脉冲信号,以显示被测信息到达的时间。通过高速脉冲示波器或数字化记录仪进行记录。从图2b可见,由探针2、3所给出的信号的时间差t1可以算出样品中的冲击波速度,而探针1、2所给信号的时间差t2可以求得样品的自由面速度。

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更新时间 : 2009-03-30

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