高速分幅照相实验中的前照明技术改进

对高速分幅照相中的传统照明技术进行了改进，发展了白色背景的前照明分幅照相技术。用激发炸药加氩气袋作为前照明光源，在被照相物体的背后悬挂白布作为背景，利用前照明光源在背景上的漫反射光作为后照明，可以获取边界清晰的前照明分幅照相照片。将此技术应用于爆轰加载下金属圆管膨胀过程的拍摄，获取了圆管前表面与边界均很清晰的动态实验照片。

爆轰加载下金属柱壳膨胀破裂过程研究

采用前照明的高速分幅照相对不同壁厚的45钢柱壳在爆轰加载下的膨胀破裂过程进行了研究,实验成功拍摄到45钢柱壳前表面裂纹生成、扩展及产物泄漏的过程图像。研究表明:膨胀应变率在104s-1附近时,随着应变率的增加,45钢柱壳的各特征应变均有所增加,断裂模式由拉剪混合向单一剪切转变;45钢柱壳的膨胀破裂有一个过程,从柱壳的外壁面可以观察到裂纹生成至产物开始泄漏经历时间历程的长短与柱壳壁厚相关,柱壳壁越厚,从外壁出现裂纹到产物开始泄漏的时间间隔越长;由回收破片厚度测量推算出的膨胀断裂应变与动态实验过程中产物开始泄漏时的断裂应变基本一致。

45钢柱壳膨胀断裂的应变率效应

采用前照明高速分幅照相技术拍摄到在爆轰加载下45钢柱壳表面裂纹生成、扩展及产物泄漏过程的清晰图像,较准确地测量了膨胀断裂的时间与应变。45钢柱壳在炸药爆轰加载下,断裂应变随应变率的增加而增加,当应变率达到一定值,断裂应变随应变率的增加而降低,出现了动态断裂中的塑性峰现象。

炸药爆炸驱动壳体破裂及液体喷射过程试验研究

采用高速分幅照相技术对炸药爆炸驱动不同壁厚抛撒装置的壳体变形、裂纹产生,液体射流形成及其发展过程进行了试验研究,获得了清晰的试验图像。对回收破片观察和统计分析,发现两种厚度壳体的破裂方式存在较大差别:壳体厚度为3 mm时形成的破片面积较大,数量少,以长条形为主,而厚度为1.5 mm时破片面积较小,数量多。利用扫描电镜对破片断面进行分析,发现破片的形成主要由剪切断裂造成。试验结果表明,爆炸抛撒形成的射流破碎过程可分为三个阶段:射流整体喷射、界面紊乱及其膨胀破碎、小液滴形成。