中国测试杂志 北大期刊 统计源期刊

中国测试 2016年第10期杂志 文档列表

水下爆炸条件下近药包表面能量测试技术研究1-8

摘要：为测量水下爆炸条件下近药包表面的能量,提出基于预制飞片圆筒的水下爆炸条件下近药包表面能量测试技术。首先,采用AUTODYN软件,对水下爆炸条件下自由场和作用在飞片上的能流密度进行数值计算,通过对比两者随爆距的变化规律,对预制飞片圆筒间接获取近药包表面能量的可行性进行论证。然后,采用激光位移传感器和探针测量爆炸后的飞片速度,进而将飞片的动能除以面积计算得到作用在飞片上的能流密度。将能流密度的测试值与计算值进行对比,两者基本一致,表明采用预制飞片圆筒来测量水下爆炸条件下近药包表面的能量是可行的,同时验证飞片速度测量系统的有效性,为近药包表面载荷特性的理论研究和试验测试提供技术基础。

有机玻璃在宽温度、宽应变率范围压缩性能实验研究9-12

摘要：采用分离式Hopkinson压杆实验装置和材料试验机对有机玻璃（PMMA）进行不同温度和不同应变率的压缩实验研究,获得PMMA在-70~120℃温度范围和10-4/s~103/s应变率范围内应力应变曲线,分析应变率和温度对PMMA屈服应力和屈服应变的影响规律。结果表明：屈服应力随温度降低和应变率升高而增大,屈服应变随温度降低而增加;在不同应变率范围内,屈服应变随应变率增加的变化规律较为复杂。在-70~120℃温度范围和低应变率条件下,屈服应力和应变与温度关系可以用线性方程和带指数函数多项式进行描述,在室温条件和应变率为10-4/s~103/s范围内,屈服应力随对数应变率呈双线性关系增加,而屈服应变与应变率的关系较为复杂。

爆轰数值模拟中物理模型分层确认实验研究13-20

摘要：高可信度数值模拟软件已成为工程设计与事故分析的重要支撑,基于实验测量数据对复杂物理模型与多物理过程数值模拟软件可信度量化是发展高可信度数值模拟软件的最佳途径。炸药爆轰过程模拟采用物理模型大多是唯象建模,含有认知与偶然混合型不确定度,发展高置信度数值模拟软件必须基于实验数据量化其各类不确定度。文章基于验证与确认（V＆V）方法,明确定义模型分层确认中单一实验、基准实验、子系统试验和全系统试验的概念与内涵,据此构建炸药爆轰弹塑性流体力学数值模拟中物理模型分层确认树型图,此树型图为炸药爆轰过程物理模型确认所需确认试验及模型分层确认提供策略,并建议据此分层确认试验开展单层与跨层物理模型的不确定度量化,为研制高可信度数值模拟软件提供有效可行方法。

爆炸冲击波参数薄膜测试法研究21-24

摘要：为可靠获取爆炸冲击波超压参数,设计一种铝箔薄膜结构进行实验。通过控制材料状态、结构频率特性等参数,使其满足一定毁伤准则,建立力学模型对其进行分析。利用激波管装置对薄膜变形进行标定,并将激波反射载荷转换为入射压,采用最小二乘法进行线性拟合,得到薄膜最大变形挠度与激波入射压峰值之间关系。结果表明,可通过铝箔薄膜最大变形挠度反映爆炸场中0.05~0.35 MPa范围内的入射冲击波超压,为冲击波测试工程应用提供新的途径。

混凝土靶内爆炸应力波测量方法研究25-28

摘要：为研究爆炸试验中靶内应力波传播规律的测试方法,设计PVDF压力传感器和碳阻式压力传感器进行试验研究。用环氧树脂对压力传感器接口及导线进行防水防潮密封处理,传感器安装用角铁做支架。为避免传感器结构对应力波传播的影响,将不同长度的角铁周向焊接在铁筒上,传感器用A、B胶粘接在角铁上。在混凝土圆筒靶中,距爆心不同距离周向布置6组应力波测点,埋设PVDF压力传感器和碳阻式压力传感器,进行2炮静爆试验。试验结果表明：两种传感器均测到应力波波形,PVDF压力传感器测试效果比碳阻式压力传感器测试效果好,在距爆点最近的测点,2种传感器的测试波形非常接近。

一种实现壳体柱面膨胀加载的实验技术研究29-33

摘要：为分析金属壳体在柱面高压加载下的膨胀规律、结构强度和失效模式,设计一种实现壳体柱面膨胀加载的实验装置。该装置采用三轴试验机对高聚物填充物进行轴向压缩,填充物发生侧向膨胀从而实现对金属壳体内侧柱面的均匀加载,金属柱壳内侧压力和径向变形通过三轴试验机的轴压伺服系统、薄膜压力传感器和引伸计进行测量。利用该装置对含缺陷的LY-12硬铝柱壳进行加载得到在柱面加载下不同结构金属柱壳环向的拉伸应力和相对变形的关系,并发现金属柱壳在高强度柱面加载下发生剪切断裂失效,验证该加载测试方法的有效性,为研究材料和结构在柱面加载下的力学响应和失效模式提供依据。

高强混凝土层裂数值仿真34-39

摘要：为军事防护工程的安全合理设计提供关键的材料特性参数,研究高强混凝土（HSC）在冲击作用下的动态性能响应,采用软件LS-DYNA对C80级HSC在霍普金森压杆（HPB）装置上的冲击层裂过程进行数值仿真分析。仿真表明：应力波在混凝土试块的传播过程中,波形基本保持不变,且峰值震荡不明显;随着冲击速度的增大,混凝土试块的破坏越来越严重;横截面内层裂裂缝由试块表面向内部扩展。数值仿真结果与试验结果有较好的相似性,基本能够反映出HSC试块在HPB冲击层裂试验过程中的受力与破坏特征,由试验结果修正后的HJC本构参数可为后续HSC层裂性能的进一步研究提供参考。

纯钒的动态压缩力学性能实验研究40-44

摘要：为研究纯钒在常温下的动态压缩力学性能,采用霍普金森压杆（SHPB）对其进行应变率效应实验并采用应变冻结法对其进行应变累积实验,给出纯钒在常温下的动态压缩应力应变曲线,研究应变历史对材料性能的影响,并与电弧熔炼钒合金进行比较,结果表明：在应变率为4 430 s-1时,纯钒的流变应力为564 MPa,比应变率810 s-1时的437 MPa提高29%,纯钒具有明显的应变率效应;应变历史虽然对纯钒有影响,但其影响并不强烈;电弧熔炼钒合金的强度远高于纯钒。

动态断裂韧性实验中DIC技术应用研究45-48

摘要：高速冲击动态断裂韧性的加载和测试技术一直是近年关注的热点,随着计算机和光学传感器的发展,采用数字图像相关方法测量材料的动态断裂韧性已成为重要选择。该文基于分离式Hopkinson压杆原理的加载技术,通过高速摄影机拍摄高速冲击下三点弯曲试样裂纹的起裂和扩展,运用数字图像相关技术分析裂尖场的散斑图像,计算得到相应的应变场变化,试样外表面处于平面应力状态,其裂尖应变场呈现“0”型,而非试样对称面所处于的平面应力状态下呈“8”型。结果表明,DIC技术可以应用于动态断裂韧性实验,也证明裂尖场粘贴的应变片测量试样起裂的有效性。

HRB500钢筋混凝土梁静动态受弯承载力试验研究49-55

摘要：为研究HRB500钢筋混凝土简支梁的受弯承载力,进行7组21根适筋梁的静、动态三分点弯曲加载试验,分别采用0.6%、1.0%两种配筋率,C40、C60两种强度等级的混凝土,3种加载速度,获得梁的截面应变分布曲线,以及开裂载荷、屈服载荷、极限载荷和延性比等参数。通过对比分析试验结果,认为在动态载荷作用下,平截面假定依然成立,梁的开裂载荷可提升1倍以上,屈服载荷和极限载荷有小幅提升。动态屈服载荷可采用静载时的计算方法进行计算,但需要将钢筋和混凝土的静态强度替换为动态强度。梁的延性比基本不受加载速度的影响,配筋率越高的梁延性比越低。

隔振缓冲元件轴向拉伸冲击特性检测方法56-62

摘要：水下非接触爆炸攻击作用下,隔振缓冲元件必然会产生剧烈的冲击压缩及拉伸响应,大量的实船及模型试验表明轴向拉伸往往会造成比轴向压缩更为严重的后果。但国内对于隔振缓冲元件拉伸条件下的冲击特性研究较少,相关特性参数的缺失已严重影响设备抗冲击能力的设计及计算,需要开展一些探索性的工作。为此,基于落锤冲击法,提出一套有、无预压条件下隔振缓冲元件轴向拉伸冲击特性参数的测试方法,并分别对两种型号的橡胶型隔振器开展拉伸冲击特性检测。通过试验结果与基础冲击法试验结果比对,表明采用落锤冲击法开展隔振缓冲元件轴向拉伸冲击特性的测试是可行的。同时,该文的试验结果也可为选择合适的隔振缓冲元件轴向拉伸和压缩冲击特性参数检测方法提供依据。

猪下肢骨骼的冲击压缩试验研究63-67

摘要：水下爆炸或者陆地触雷爆炸时，人下肢骨骼极易损伤，为研究冲击载荷作用下股骨、胫骨的动态力学性能以及它们不同部位动态力学性能的分布规律，利用分离式Hopkinson压杆（SHPB）分别对股骨、胫骨的不同部位进行不同应变率下的动态压缩实验。分别得到股骨和胫骨不同部位在不同应变率下的压缩变形情况以及应力应变曲线．进一步得到它们在冲击压缩下的抗压强度。研究表明：股骨，胫骨都对应变率具有较大的依赖性；在冲击压缩条件下，股骨和胫骨动态力学性能都表现出两端较弱，中部较强的分布规律，该研究成果对以后提高人体的抗冲击能力，加强人体冲击伤的救治与防护具有一定参考价值。

PDV法测量内部爆炸作用下沙墙外层速度68-71

摘要：为研究爆炸波与沙墙相互作用机理,采用光子多普勒速度测量技术（PDV）获得内部爆炸作用下沙墙外层速度。设计一维点对称模型的实验构型,制备系列透明的塑料壳体;先将球形装药放置于球壳中心,再将细沙装入壳体形成封闭的球壳沙墙。对4发不同比距离的沙墙进行PDV测速实验,均获得沙墙外层的速度历程。在爆炸当量最大的一发实验中,其沙墙外层的速度值在首峰约520m/s后先略有下降再继续上升,在有效时长末端达到最大约690 m/s。实验证明：在爆炸波与沙墙相互作用机理的研究中,光子多普勒速度测量技术可以发挥一定的作用。

NiTi合金动态断裂过程的实验和数值方法研究72-78

摘要：为获得Ni Ti合金的动态起裂韧度和动态扩展速度与动态加载率之间的定量变化规律。利用分离式霍普金森压杆（SHPB）测试系统对单边三点弯曲试样（SENB）进行冲击加载试验,采用实验-有限元相结合的方法,获得动态断裂参数随时间的变化规律。SENB试样裂纹起裂时刻和裂纹扩展速度由粘贴在裂纹尖端的裂纹扩展计（CPG）测定。采用上述方法和数据获得Ni Ti合金的I型动态起裂韧度和动态扩展速度。实验结果表明：裂纹扩展计测得的起裂时刻与粘贴在同一试样上的监裂应变片测得的结果基本相符,因此可以利用裂纹扩展计代替传统的监裂应变片来监测裂纹起裂时刻,并获得Ni Ti合金的起裂韧度。同时,可以利用裂纹扩展计（CPG）获得裂纹动态扩展过程,绘制出裂纹扩展速度与时间的关系曲线,从而探讨Ni Ti合金的动态断裂韧度和裂纹扩展速度与动态加载率之间的定量变化规律。

不同加载速率下木材失效行为的多尺度数值分析79-84

摘要：基于云杉微观结构特征,建立代表体积元模型,对顺纹和横纹压缩下云杉大变形行为进行数值模拟,获得材料各向异性和宽平台应力特性。数值模拟涉及准静态、5,50,500 m/s 4种加载速率,结果表明剪切滑移和屈曲塌陷是木材顺纹压缩的主要失效模式;横纹压缩则体现为胞墙褶皱和循序塌陷。加载速率对顺纹压缩影响高于横纹方向加载,高速加载时木材在轴向压缩下呈现花瓣形破坏,而横纹压缩则表现为压缩膨胀断裂;相对于高速加载,低速加载下木材变形表现为更均匀、平稳。

不同尺寸装药烤燃特性的数值模拟研究85-89

摘要：为研究装药尺寸和升温速率对装药烤燃的点火位置、点火温度和点火时间的影响,该文利用有限元商业软件LS-DYNA对不同尺寸装药在不同升温速率热环境下的烤燃特性进行数值模拟研究。研究发现,不同升温速率下,装药烤燃时的点火位置随着装药直径的增加其变化路径相似,均是从装药中心沿着中心轴向两端移动,在距离上下端约1/4处离开中心轴,沿着近似直线向边缘移动。不同升温速率下,装药的点火温度和点火时间均随着装药直径的增大先减小后增大,存在一个最小值。装药直径不变时,装药的点火温度均随着升温速率的增大而增大,装药的点火时间随着升温速率的增大而缩短。

对射流成型干扰装置作用机制的X光试验研究90-94

摘要：针对聚能弹集装储运意外爆炸条件下的殉爆问题,应用脉冲X光成像技术,分别对某型聚能弹射流在空气中自由成型及运行过程,不同材料干扰装置作用于射流成型的过程进行X光拍摄试验,获得射流未被干扰状态的基本参数和在不同材料干扰装置作用下的干扰效果X光影像,并在影像分析基础上,研究干扰装置的作用机制,为提高干扰装置的射流防护性能,提供基础试验数据。结果表明：试验用聚能弹的射流准直性良好,在54~197.4 mm炸高范围内具有较强的侵彻能力,防护困难;3种材料的干扰装置对射流成型过程都发挥显著抑制作用,射流均未成型;干扰装置的作用机制主要是施加干扰后,药型罩的受力状态发生明显改变,干扰装置使药型罩变形受阻,变形速度显著降低,最终未形成射流;强度较高、密度较大、较耐高温的材料干扰效果较好。

动能贯穿混凝土多层靶标加速度信号失真修复95-99

摘要：通过对动能贯穿混凝土多层靶标实验随弹加速度计实测的加速度信号失真情况分析,辨识出零点漂移误差是影响积分算法的最主要误差因素,灵敏度变化的影响相对较小。零点漂移误差可通过自由飞行段加速度计输出进行补偿。而灵敏度误差则可利用实测的入靶速度作为膛内加速过载段积分的速度参考值进行补偿。给出5种冲击加速度误差补偿方案。在对贯穿前零偏误差和传感器灵敏度误差同时进行补偿后,其解算结果最优。弹体刚性加速度的一次积分与二次积分分别与实测的出靶速度和实际位移保持较好的一致性,相对误差分别为-2.7%和0.2%。