多孔铁冲击温度的分子动力学模拟

采用Matsui和Anderson提出的Morse型有效原子对势及导带电子热激发能贡献 ,通过分子动力学方法 (MD)对多孔铁的冲击温度进行了数值模拟。计算时 ,采用了在一定冲击压力下多孔铁样品已转变为均匀介质的近似。多孔铁冲击温度的模拟结果与经合理修正后的热力学计算结果相一致。这个结果表明 :在一定的冲击压力下 ,多孔材料样品确实存在一个热力学平衡状态下的温度值。以上结论可能也适用于更高孔隙率的样品 ,当然这一观点还需要更多的实验结果给予证实。

混合物冲击温度的数值模拟

介绍温度的数值模拟方法 ,采用三维动力学有限元程序模拟冲击压缩状态 ,分析了数值模拟的准确性。模拟了铜和铝两种金属单质组成混合物的冲击压缩性能 ,在分析了热传导影响后 ,计算了混合物的冲击温度和冲击绝热线。

金属冲击温度的测量研究

文中介绍了冲击温度的多波长光谱辐射测量方法。利用光学高温计测量了４５号钢在２３０ＧＰａ左右的冲击压力下的冲击温度值，对所测得的结果进行了比较和分析。

金属冲击温度的辐射法测量问题

金属的冲击温度及熔化温度测量对构建其完全状态方程具有重要意义。简要综述了用于金属冲击温度及熔化温度辐射法测量的一维热传导理想界面模型和非理想界面模型,并着重对模型中明示或隐含的关键假定的合理性、影响金属冲击温度与熔化温度结果的主要因素进行了分析、讨论,以期对实验数据有一个合理的评估。还讨论了求解理想和非理想界面模型一维热传导方程界面温度时所隐含的冲击压缩下热导率不随温度而变、冲击压缩下金属样品/窗口界面辐射的灰体假定,以及窗口材料的透明性、非理想界面模型中表观界面温度的修正、动载条件下金属高压熔化温度的测量、界面的非Flourier热传导等问题。分析结果表明,目前采用辐射法测量大致可以得到冲击温度,在发生熔化的情况下可获得熔化温度,但离精密测量的要求还有较大差距。

含电子影响的冲击温度计算

在原有的冲击温度计算方法的基础上提出了一种新的计算方法,它既考虑了电子对冲击温度的影响,也有效的回避了物质零温物态方程计算的困难。通过对金属铝和铜的计算,结果与实验数据吻合得很好,所给出的铝和铜的冲击熔化点分别为(125.5 GPa,4 705 K)和(231 GPa,5 369 K),与目前铝和铜的冲击熔化点的实验数据吻合得非常好。

冲击温度的近似计算方法

将冲击温度的计算归纳为三种近似方法，并对这三种方法进行了概述，同时还给出了一些材料参数的估算方法．在利用等熵线计算冲击温度时，从冲击绝热线出发推导了一个半解析的等熵方程．计算了铁的冲击温度，并与实验测量值作了比较．结果表明，利用三项式物态方程并考虑熔化相变潜能的影响后算得的冲击温度与测量值符合得比较好，另外，本文还对影响冲击温度计算值的若干因素进行了分析．

薄夹层界面热弛豫解及其在冲击温度研究中的意义

对样品／薄夹层／窗口组成的三层介质双界面热传导问题进行求解。在三个不同初温、不同热物性参数及边界条件下，获得了夹层介质中的温度解，给出了界面温度历史随薄层厚度、热扩散系数和介质之间热扩散系数之比的变化规律。从理论分析和实验结果发现，当夹层厚度小于１μｍ，热扩散系数大于１０－４ｍ２／ｓ时，在实验观测的时间内，界面温度历史将很快衰减到一平台，其幅度只由样品、窗口的初温和热扩散系数确定，而与夹层介质的初温。

冲击温度的理论计算及分析

当空间飞行器受到碎片的碰撞时，其壳体中会产生冲击加热。文章概述了计算冲击温度的三种基本方法；计算了铁的冲击加热温度，并与实验测量值作了比较。结果表明，利用三项式物态方程计算的冲击温度与测量值符合得比较好。另外。

疏松金属材料冲击温度理论分析

以热力学原理和固态物质的三项式物态方程为基础,由密实物质的冲击绝热线和热力学状态,通过等容线法推导出了疏松金属材料的冲击温度理论计算方法。以铁为例,分析了几种物理参数对该模型计算结果的影响。计算和分析结果显示,利用新模型得到的计算结果与已有实验结果吻合较好,误差均在5%以内。疏松金属材料的冲击温度受Grüneisen系数、电子Grüneisen系数影响不大,而密实度、冲击压力和电子比热系数则会对疏松金属材料冲击温度产生较大影响。

33GPa压力以下液氩冲击温度的实验测量

利用液氮冷靶系统制取液氩样品,以二级氢气炮作为加载工具,驱动飞片对液氩样品进行平面冲击压缩,实验测量了33 GPa冲击压力以下液氩的冲击温度。飞片速度由磁测速系统测量,冲击波速度和冲击温度用光纤耦合高温计系统测量,粒子速度采用阻抗匹配法计算得到。实验测得当冲击压力为33 GPa时,液氩的冲击温度超过10 000 K;而当冲击压力超过30 GPa时,冲击温度的上升趋势与理论计算相比明显变缓,该压力点正好与以前测得的冲击波速度-粒子速度曲线的拐点一致。

金属冲击温度的测量及存在问题

介绍了金属冲击温度测量的基本方法，对金属冲击温度测量中存在的一些主要问题进行了分析和讨论．本文指出，金属膜／透明窗口界而的热传导机制及界面接触状态的控制方法是金属冲击温度测量中最为重要但又尚未解决的难题．

冲击状态下仍透明材料的冲击温度测量

在对冲击作用下界面热传导特性进行分析的基础上 ,提出了一种在透明材料前加一高发射率特殊填层材料 ,通过其与透明材料的热平衡温度来确定透明材料的冲击温度的测量方法 ,并对氯化钠单晶在 4 1GPa压力下的冲击温度进行了测量。初步实验结果表明 ,用这种方法测量透明材料的冲击温度是可行的。

激光加载下铝材料的冲击温度测量

利用神光Ⅱ装置上搭建的用于激光冲击波实验的温度诊断系统(该系统包括高时空分辨的扫描高温计和谱时分辨的扫描高温计),以强激光加载铝材料冲击温度的测量,获得了铝材料冲击高温辐射发光谱的高时空分辨信号图像,结合灰体辐射理论模型,计算得到了冲击波速度19.06km/s时铝材料的冲击温度达2.95eV,该温度与SESAME库中冲击温度接近。研究结果表明采用该测温系统能够有效诊断金属材料的冲击温度,为后续进一步获取金属材料冲击温度数据奠定了基础。

考虑冲击温度影响的物质点法算法

针对超高速冲击使结构瞬间产生极高的温度并造成结构软化现象的问题,提出考虑冲击温度影响的改进物质点法算法,采用Taylor杆的撞击过程模拟分析这一现象。将模拟结果与经典物质点法算法对同一算例的计算结果进行对比,结果显示改进物质点法算法计算结果精度可提高0. 77%。

组合优化算法在冲击温度反演中的应用

冲击物理温度是武器弹药性能测试、极端环境材料状态的重要参量,温度的精准获取在国防建设和工业制造领域有重要意义。冲击过程由于持续时间短、较难接触式测量以及温度范围广等特性,常规测温方法较难满足要求。利用多光谱辐射测温法,获取材料辐射强度值,以普朗克辐射定律为基础建立温度反演模型,从而获取目标的冲击物理温度值。实际中,由于不同目标发射率存在一定随机性,在模型反演温度时误差较大。冲击压缩下材料的结构可能发生相变,发射率随之变化,因此直接将发射率模型假定用于冲击物理温度求解,很难准确的获取温度值。基于约束优化理论,将多光谱测温实验中温度求解问题转为约束优化问题。针对每个通道获取到的温度值应该相同,将物体发射率限制在特定范围,利用约束优化算法计算获取目标温度和发射率,克服了未知发射率对于冲击物理温度求解的障碍。同时,将平衡优化器算法(EO)与序列二次规划法(SQP)相结合应用于温度模型的求解中,避免了单一算法求解稳定性差和速度慢的缺点,提高了温度反演的效率和准确性。对四种常见的发射率模型在3 000 K时的发射率数据进行了仿真验证,结果表明温度反演误差均小于1%,反演时间小于3 s。最后利用本算法对冲击压缩下金属铜的温度进行了反演,并与最小二乘法和内点罚函数法进行了对比,结果表明所提出的方法得到金属铜的冲击物理温度值更接近理论计算结果。因此,该方法为其他未知发射率模型目标的冲击物理温度值获取,提供了一种有效的反演方法。

基于LSTM神经网络的机载光纤陀螺温度冲击误差补偿技术

环境温度冲击会降低机载光纤陀螺的性能,从而影响飞行器导航和姿态控制精度。在光纤陀螺误差机理研究基础上,本文提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的光纤陀螺温度误差补偿模型。该模型通过LSTM网络对光纤陀螺的零偏和标度因数进行实时预测和校正,提高光纤陀螺的测量精度。试验结果表明,在温度冲击下,LSTM预测模型补偿后的标度因数误差小于30ppm,零偏稳定性比常规的线性拟合补偿模型提高0.0034(°)/h。这意味着输出更准确地反映实际角速度值,陀螺仪的零偏漂移更小,输出更接近于零值。动态试验中转台输入为20(°)/s时,LSTM补偿后陀螺输出稳定在19.999~20.001(°)/s区间内,相较于陀螺原始输出误差降低0.008(°)/s。通过LSTM预测模型补偿,能够在环境变化、外部扰动或传感器故障时,通过陀螺仪提供更可靠的数据支持,维持飞行器的稳定性和安全性。

温度冲击作用参数对泥岩甲烷吸附解吸特性的影响正交试验研究

为研究温度冲击作用参数对泥岩甲烷吸附解吸特性的影响,采用正交试验的方法,对寺河煤矿15号煤层15303工作面上顶板粉砂质泥岩进行温度冲击改性试验;正交试验中的3因素4水平分别为热冲击温度50、100、150、200℃,冷冲击温度-10、-30、-50、-70℃,冲击循环次数1、3、5、7次;采用容量法测定泥岩的吸附解吸特征参数,并从孔隙结构、表面性质等方面去探究其影响机理。研究结果表明:在不同作用参数改性后泥岩甲烷吸附与解吸能力提高,对泥岩饱和吸附量、Langmuir压力、比表面积与最可几孔径影响效果顺序为热冲击温度>循环次数>冷冲击温度;对解吸率、扩散系数与孔容的影响效果顺序为:循环次数>冷冲击温度>热冲击温度;饱和吸附量分别在热冲击温度200℃、冷冲击温度-50℃、冲击循环次数3次时提高最多,分别为23.29%,15.60%、19.15%;最终解吸率分别在热冲击温度150℃、冷冲击温度-70℃、冲击循环次数5次时提高最多,分别为7.15%、11.54%、11.14%;在孔隙结构方面,泥岩的饱和吸附量与比表面积、最可几孔径有较好的线性关系,解吸率与孔容有较好的线性关系,而改性后泥岩的比表面积与孔容提高、最可几孔径降低导致泥岩的甲烷吸附与解吸能力提高;在表面性质方面,改性后泥岩的表面粗糙度降低,泥岩-水接触角增大,表面能减小。

飞秒激光烧蚀金属靶的冲击温度

在明确飞秒激光与物质相互作用过程冲击温度概念的基础上,讨论了飞秒激光烧蚀铝靶和铜靶过程中的冲击温度与其他物理量的关系,利用飞秒激光烧蚀金属的双温模型提取了冲击温度的绝对值,基于非傅里叶热传导模型计算了冲击温度的分布.此项研究结果对飞秒激光安全加工含能材料有借鉴意义.

导电胶在高温老化与温度冲击中的失效模式研究

针对我国航天领域使用较为广泛的HD-903型改性环氧树脂导电胶,本研究采用高温老化和温度冲击来加速导电胶在服役环境中的变化,从而对导电胶的可靠性展开研究。在试验过程中,通过对导电胶试样的形貌组织进行观察,并测量其体积电阻率和芯片剪切强度,通过其性能的变化来反映导电胶内在变化的规律。研究结果表明:在150℃下老化过程中,导电胶的体积电阻率先下降随后不断增加,同时芯片剪切强度先升高后下降。高温老化5000 h后体积电阻率相比老化前增加81.0%,芯片剪切强度为老化前的56.5%。温度冲击3000次后,导电胶的体积电阻率较试验前升高77.2%,芯片剪切强度仅为试验前的13.8%。分析认为,导电胶在高温老化中主要发生银粉的氧化和树脂基体的老化,一方面破坏银粉与树脂基体之间的界面结构,另一方面树脂基体的老化使其发生严重松弛,引起体积电阻率的大幅提高和胶体强度的下降。在温度冲击过程中,由于导电胶与芯片、可伐镀金基板的热膨胀系数存在差异,由此在交变应力载荷作用下引发粘接接头的蠕变和疲劳,先后在接头靠近芯片一侧和靠近基板一侧分别产生裂纹并逐渐扩展,最终造成接头强度的大幅度降低。

45号钢冲击温度的光谱辐射测量结果

冲击温度是表征材料Hugoniot状态性质的一个重要参量.但金属及合金冲击温度的测量是一个非常复杂的问题,国际上关于这方面实验数据的报道也还只是近几年的事.由于铁及其合金的冲击温度数据对于确定地心的热力学状态具有重要意义,所以尤其引人关注.本文报道了利用光谱辐射法测得的45号钢(碳的含量为0.42%～0.50%)的冲击温度数据.