武器膛压测试系统传压管道的频率响应特性分析

传压管道是武器膛压测试系统的一个重要环节,它的动态特性直接影响测试系统的工作频率和测量精度。利用单自由度二阶系统管道模型及其算法对传压管道频响特性进行了数值模拟,分析了传压管道的几何参数以及传压介质中气体占有率对管道固有频率的影响。理论分析和数值模拟的结果可以作为膛压测量中传压管道的使用依据。

瞬态压力测量中传压管道频率特性分析

瞬态压力测量中传压管道的引入将会导致管道共振频率的存在,该共振频率是否会对压力测量产生影响是值得探讨的。本文从考虑不稳定层流的耗散性管道模型出发,根据实际应用情况对传压管道的末端约束条件进行简化,基于对压力传递函数的分析进行了传压管道频响特性的数值模拟,具体考虑了传压管道的几何参数和压力传递介质对传压管道频率特性的影响。在压力校准装置上进行实验,实验结论验证了理论分析的结果。

膛压测试系统耗散型传压管道动态响应方法

针对目前枪膛膛压测试研究中,很难利用理论方法求出压力大小,同时安装传感器时不能保证其敏感部位与被测压力介质之间是直接接触等问题,提出了膛压测试系统耗散型传压管道动态响应方法。该方法通过建立的耗散型传压管道数学模型对传压管道的长度、直径进行仿真研究,分析了传压管道的几何参数对管道固有频率的影响。当直径不变时,长度越长传压管道的固有频率越小;当长度不变时,直径对传压管道的固有频率影响不大,并且通过选择合适的直径和长度对其进行实验模拟。仿真试验结果表明,通过试验得出的实测值与理论值相符,所设计的传压管道满足实际使用要求,没有产生信号的失真,能真实传递膛压的动态特性。

油井测压仪传压管道效应分析

石油井下测压仪在传感器安装的部位存在管道效应,致使测压仪的精度产生很大的不确定性。为了能够准确测出井下压力,通过对测压仪传压管道效应的分析,给出枪内压力测试仪和枪外压力测试仪的传感器传压管道的设计方法,计算出测压器传压管道的固有频率,为动态测试中传压管道的设计提供了理论依据,消除传压管道对测量结果的影响,提高动压测量精度和可信度。

不同产地叶蜡石的传压特性

作为密封传压介质,叶蜡石已被广泛应用于实验室和工业的高压合成中。然而,叶蜡石中矿物成分的改变将影响其传压效率及密封性。本研究中在6×8 MN大腔体六面顶压机中完成4种不同产地叶蜡石在室温下的压力标定工作,并通过X射线衍射研究叶蜡石中矿物组成的变化对传压效率的影响。结果表明:叶蜡石中含有较高硬度的矿物(如水铝石、勃姆石、白云母和高岭石),可有效提升叶蜡石的传压效率;随着腔体压力提升,叶蜡石的传压效率逐渐降低,施加更高的实际加载力(油压)也不能明显地提高腔体压力;高压处理后的叶蜡石4比叶蜡石2有更好的传压效率,但受矿物成分变化的影响,叶蜡石4容易发生密封失效,而叶蜡石2有良好的弹性回复效果和密封性,能够稳定完成升压卸压过程。综合考虑传压效率和密封效果,叶蜡石2具有最佳的应用价值和经济效益。

立方大腔体静高压装置中叶腊石的传压及密封性能研究

本文基于高压研究及超硬材料生产所用的静高压立方大腔体(六面顶)压机的需要,制备了源于南非叶腊石矿的两种(A和B)叶腊石粉压块,并与同工艺国产(北京门头沟)黄色叶腊石粉压块进行比较,以此建立评估叶腊石传压及密封性能的实验方法与物理判据.采用Bi,Tl,Ba等标压物质原位标定了以上3种叶腊石压腔中心位置及密封边处的压力;同时,采用银熔点法分别获得了3种叶腊石作传压密封材料时高温下腔体压力与系统加载的对应关系.结果表明,在相同加载油压下南非叶腊石B粉压块和国内叶腊石粉压块中心位置的压力差值不超过0.1 GPa,在升压和降压过程中叶腊石块中心位置与密封边位置的压力差值也更为相近.相比于南非叶蜡石A粉压块,B粉压块在高温传压和密封性能上更接近国产叶腊石粉压块.

超疏水还原氧化石墨烯/聚氨酯复合海绵的制备及其传感性能

在氧化石墨烯分散液中加入十二烷基糖苷作为发泡剂形成氧化石墨烯微泡团聚体,通过浸渍法与聚氨酯海绵骨架复合后经过液氮的极速冷冻以及肼蒸气的还原,构筑了一种有着特殊三维分级多孔结构兼具超疏水和柔性压阻传感性能的还原氧化石墨烯/聚氨酯复合海绵。结果表明:基于还原氧化石墨烯/聚氨酯复合海绵的柔性应力应变传感器的灵敏度系数(GF)最高可达3.8,响应时间低至45 ms;另外,还原氧化石墨烯/聚氨酯复合海绵还具有良好的超疏水性,水接触角(WCA)达152.5°,在潮湿及水下等复杂环境中具有潜在的应用价值。

高温高压下叶蜡石和白云石的结构研究

叶蜡石和白云石是金刚石高温高压合成工艺中重要的辅助原材料,直接影响着高压合成过程中的设备安全及产品质量。同时,高温高压环境必然会对叶蜡石和白云石的结构性能产生重要影响。采用X射线衍射和热重分析研究了叶蜡石模具和白云石套管在高温高压使用前后的成分和结构变化。结果表明:经高温高压使用后,叶蜡石模具,包括其边角处、外侧、中部和内侧均未产生相变,与使用前具有相似的结构和热稳定性。而白云石则发生明显改变,高温高压下套管外侧的白云石会部分分解,生成CaCO3和MgCO3,而套管内侧白云石则相对稳定。但是由于高温扩散作用,石墨会扩散并在白云石套管内侧形成聚集。因此,该结果表明,高温高压使用后的叶蜡石存在再次循环使用的可能性。

数字式气压计检定箱技术性能测试方法研究

针对目前尚无人对数字式气压计检定箱技术性能的测试方法进行过研究,研究制定出了一套科学合理的数字式气压计检定箱技术性能测试方案,包括对测试所选用测量设备技术指标的要求、测试所需环境条件及传压介质的要求、测试气路连接方式的要求、各项技术性能测试方法的设计及测试结果的验证,并以控制范围为(440~1100)hPa的QYJD-10型气压检定箱作为测试对象,以测量范围为(500~1100)hPa的0.01级数字式气压计作为气压标准器、以测量范围为(-60~81)℃和最大允许误差为±0.05℃的数字温度计作为温度标准器,对该测试方案进行了测试验证,综合评价了气压检定箱的各项技术性能均符合被检定或校准仪器相应规程规范的要求,从而证明了该测试方案具有合理性与可行性,为数字式气压计检定箱技术性能的测试工作提供一定的技术指导。

双膜式光纤Bragg光栅土压力传感器的研究

采用双膜油腔结构研制了一种双膜式光纤Bragg光栅土压力传感器,偏压试验表明,此土压力传感器有效改善了与土压力传感器接触部分土压力分布不均的问题。在土压力的作用下,一次膜片变形产生的压力经传压油传递给二次膜片,传压杆与等强度悬臂梁刚性连接,二次膜片中心发生的挠度变化推动传压杆,使等强度悬臂梁的自由端发生同样大小的挠度变化。通过检测粘贴于等强度悬臂梁表面中心轴线上的光纤Bragg光栅的波长移位可获得土压力。载荷试验表明,传感器的灵敏度为412.7 pm/MPa,非线性误差为1.97%FS,重复性误差为3.68%FS。

青田山口叶蜡石传压介质初步研究

采用青田山口叶蜡石作为超高压高温合成金刚石的传压介质 ,分析了其主要化学成分和矿物组成。对青田山口叶蜡石粉压块粒度效应进行了研究 ,确定了该传压介质的粒度组成。超高压高温人造金刚石试验表明 ,青田山口叶蜡石的传压介质理想 ,金刚石合成效果较好。

管板材SGMF工艺传压介质的物理性能试验

固体颗粒介质成形工艺(SGMF)是采用固体颗粒代替刚性凸模(或凹模)的作用,对板材、管材等毛坯进行拉深、胀形的半模成形工艺。该工艺不同于传统的软模成形的重要区别是,其采用固体颗粒作为传力介质改变而导致成形规律与众不同。深入探索固体颗粒介质的物理特性,是实现应用该工艺进行实际生产的重要理论依据。文章通过试验,分析了不同粒径GM固体颗粒介质高压下的基本物理性能,得出GM颗粒介质体积压缩率曲线,并给出幂指函数本构关系方程;得出了GM颗粒之间及GM颗粒与板材之间在不同压力状态下的摩擦系数曲线;分析得到GM颗粒介质在轴线方向和底面上的压力传递规律,并给出了数学描述。

超高静压下传压介质压致升温的规律

通过将温度探头伸入高压腔内在线测定了3种传压介质（癸二酸二辛酯、水、无水乙醇）的温度变化情况,研究它们在不同条件下的压致升温规律.结果表明：在试验条件下,癸二酸二辛酯的压致升温值随压力的增加由0.089℃/MPa降至0.068℃/MPa,且随初始温度的增加而降低;水的压致升温值随压力的增加基本不变,稳定在0.026-0.028℃/MPa之间,且随初始温度的增加而略有增加;无水乙醇的压致升温值受压力影响大于水而小于癸二酸二辛酯,随压力增加由0.082℃/MPa降至0.075℃/MPa,初始温度对其影响大于水,但乙醇压致升温值随着其质量分数的增加而增加.通过聚四氟乙烯套筒和不锈钢套筒模拟不同的热损失条件时,在保压过程中前者对癸二酸二辛酯的保温效果明显高于后者.

复合型传压介质的现状及发展

对我国高压合成目前所用传压介质进行了较详细的概述,针对叶蜡石、白云石和氯化钠加添加剂(氧化镁或者氧化锆等)作为传压介质所具有的特征和性质分别进行了阐述和对比,详细介绍了用它们中的两种或两种以上的材料复合后,来承担起高压合成所需的传压、密封、绝缘以及保温等作用。并且经实验证明合成效果有很大的改善,从而降低了高压合成的成本,提高了合成的效率和质量,并给出了作者自己的观点和意见。

合成金刚石生产中叶蜡石传压密封材料矿物学研究

叶蜡石是高温高压合成金刚石的关键辅助材料。叶蜡石传压密封材料的性能主要取决于叶蜡石矿石的矿物组成。叶蜡石矿石中的杂质矿物主要是一水硬铝石、明矾石、长石、高岭石、绢云母、绿泥石、石英、赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿、金红石等。具有层状结构的矿物一水硬铝石、高岭石、绢云母、绿泥石等总量不超过10 % ,不会影响制品的传压性能。明矾石在高温高压下不稳定 ,是有害组分。长石、石英等非层状结构的矿物含量高时 ,会使叶蜡石传压密封材料静压流变特性变差 ,对传压性能是有害组分 ,应控制在小于 5 %。非常纯净的叶蜡石矿石制成的粉压块传压性能良好 ,但内摩擦系数小 ,密封性能差 ,常发生高压挤出和顶锤破坏现象 ,少量的赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿、金红石矿物存在可以提高密封性能。

颗粒介质传压性能的数值模拟和试验研究

文章作者自行研制了测试颗粒介质传压性能测试装置,通过试验,测得了多种颗粒介质在各种试验参数下的压力分布规律和应力应变关系。通过将颗粒介质作为连续体介质来处理,建立了研究颗粒介质传压性能的有限元模型,对不同试验参数下的颗粒介质,在承压筒底面上垂直压力分布进行了模拟计算。模拟和实测结果对比表明,应用连续体材料模型的模拟结果和实测结果较为接近。

某些产地叶蜡石传压介质材料研究

详细分析了北京赵家台、浙江青田、河北围场、浙江云和、内蒙古巴林左旗等地叶蜡石的化学成分、物理特性和X衍射曲线 ,获知这些产地的叶蜡石不是纯叶蜡石矿物 ,而是叶蜡石 +其他矿物的集合体 ;探讨了上述产地叶蜡石矿物集合体制做叶蜡石传压介质立方块的粒度配比、密度、收缩率和合成金刚石效果 ,得知只要是叶蜡石或叶蜡石 +其他矿物都可做叶蜡石传压介质材料 ,但是既经济又能合成人造金刚石的叶蜡石传压介质材料在国内较少 ;

白云石内衬材料在合成金刚石传压密封介质中的作用

通过合成金刚石实验以及对经历高温高压作用前后传压密封材料中白云石内衬的薄片显微镜观测、X射线粉末衍射和化学分析等研究 ,发现白云石在合成金刚石的高温高压下基本稳定 ,但透入性劈理发育。说明高温高压下白云石易发生破碎而变形 ,其等静压流变特性是以透入性劈理形式表现出来的。其中的杂质SiO2 等形成科石英、普通辉石 ,有无定形碳质产生 ,没有游离CaO、MgO物相形成。依据研究结果提出白云石内衬材料在金刚石合成中起多种作用 ,能够提高传压密封介质材料的综合性能。

基于传压原理的喷锚支护边坡稳定性分析方法

喷锚支护作为用于边坡加固的一种常用形式,其加固机理较为复杂,因此如何有效地评价喷锚支护后边坡的稳定性对实际工程非常重要。针对喷锚支护边坡的稳定计算问题,通过力等效原理把锚杆的集中力转化为作用于边坡坡面的面力。结合极限平衡原理将简化后的面力用于边坡的稳定性计算,得到锚固力均化后的边坡稳定计算公式。将提出的方法应用于长河坝导流洞出口喷锚支护边坡的稳定计算,并与传统方法的计算结果进行对比分析。计算结果表明:面力等效法计算得到的边坡抗滑稳定安全系数与传统算法结果差异较小,表明提出的方法用于分析喷锚支护边坡稳定是合理可行的。

一种新型传压介质材料——伊利石的研究

对我国温州渡船头伊利石做了较为详细的热分析及热膨胀性研究，并对其做为传压介质材料，应用于人造金刚石工业进行了实验。指出其二级品伊利石可以做为一种新的传压介质材料应用于超硬材料制造工业中。