冲击波物理在地球和行星科学研究中的应用

概要介绍了冲击波物理应用于地球和行星科学研究中所取得的一些最新成果。主要涉及地球深部物质的组成、性质和状态，行星的组成模型，以及太阳系中的碰撞成坑和吸积相互作用等领域。着重论述了冲击波物理在这些领域的研究中所发挥的作用。并展望了冲击波动高压技术在地球深部物质科学等地学领域的研究中广阔的应用前景。

光电技术用于爆轰和冲击波物理实验研究

阐述了爆轰物理和冲击波物理实验研究中光电测试设备的应用情况。由于这两个方面对光电测试技术的需求具有丰富的内容，以及科学技术迅速的发展，促使这类光电测试设备的不断更新和提高。

我国冲击波物理应用于地球科学研究的若干进展

概要介绍了国内近年来把冲击波高压技术应用于地球深部的物质组成、性质和状态,及地球表面的碰撞作用等固体地球科学问题研究中所取得的一些进展,并与国际上同领域的发展水平进行了比较和评述。

《冲击波物理》课程教学探索

根据多年教学实践,就课程内容组织中的一些问题进行了探索,重点介绍了课程教学时的指导思想。

面向新世纪的冲击波物理学———第12届凝聚介质冲击压缩国际会议简介

对第12届凝聚介质冲击压缩国际会议(SCCM 2001)进行了简介和综合分析,介绍了凝聚介质冲击压缩近年来的新进展,回顾了20世纪动高压或应力下凝聚介质物理学和力学的基本范式和取得的成就,展望了冲击波物理学在21世纪所面临的挑战和机遇。

“问题式”互动教学法在《冲击波物理》课程教学中的应用

冲击波物理是我校应用物理专业的一门特色基础课,在专业教学中占有十分重要的地位。立足于培养学员分析解决问题的能力,结合冲击波物理课程特点,阐述了在《冲击波物理》课程教学中应用"问题式"互动教学法的必要性,探索了教员就问题在"课前设问——课中导问——课后留问"的教学环节中展开互动的思维方式。

冲击波与爆轰实验瞬态光电测试技术研究进展

冲击波物理与爆轰物理是发展爆轰装置物理设计,工程设计和效应研究的重点基础学科,主要研究在爆炸、冲击和能量突然沉积等强动载荷下介质、材料与结构的力学响应、效应和工程技术应用。适用于极端环境的先进瞬态光电测试技术是冲击波物理与爆轰物理研究发展的重要推动力。根据国内外冲击波与爆轰实验瞬态光电测试技术发展现状,梳理归纳了以高速摄影、X射线闪光照相、瞬态全息成像、瞬态辐射测温、瞬态干涉测速测距等为主的瞬态光电测试技术的特点和典型技术指标,总结分析了相关技术的未来发展趋势,可为我国冲击波与爆轰实验瞬态光电测试技术发展提供一定参考。

高压天然气管道物理爆炸空气冲击波毁伤研究

为了研究天然气管道物理爆炸空气冲击波对动物的毁伤效应,开展了X90钢级OD1219mm-12MPa规格天然气管道爆破活体试验。通过分析冲击波数据得到了冲击波压力时程曲线及超压峰值分布,对峰值超压进行了数据拟合,得到了拟合公式,并与已有研究进行了对比分析,拟合公式可为预测管道冲击波超压提供参考;通过对活体样本解剖和医学检测得到了动物内脏器官对空气冲击波的敏感程度,获得了不同峰值超压空气冲击波对动物内脏的毁伤效应。同时,根据试验中活体的伤害程度及对应的超压,与冲击波超压对人体的伤害阈值进行了比较,并给出了该试验条件下,试验活体和人体对物理爆炸空气冲击波超压的安全距离分别为40m和15m。

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。

冲击波物理与爆轰物理——冲击波物理与爆轰物理学科研究进展

分析了当前冲击波温度测量中广泛使用的Grover理想界面模型的局限性，指出传统的冲击波温度测量方法在实验技术上和数据处理上存在的问题，指出了辐射法冲击波温度测量在实验装置设计上必须满足的具体要求。通过对发生冲击或卸载熔化时“样品／窗口”界面温度的分析，以及对金属和窗口材料在高压下的热传导特性的分析，建立了卸载熔化温度与界面温度之间的直接关联，提出了利用辐射法测量金属高压熔化温度的新方法。

冲击波物理与爆轰物理学科研究进展

1 新型本构关系研究根据LY12铝合金和无氧铜卸载剖面的实验测量结果，提出了一种完全不同于传统的Steinberg本构模型的本构关系，用于描述从初始冲击压缩状态卸载时。

冲击波物理与爆轰物理学科研究进展

1金属的高压本构研究 利用激光速度干涉技术测量了受冲击LY12铝从冲击压缩状态卸载时，铝样品与LiF窗口界面的粒子：速度剖面，获得了铝从冲击压缩状态卸载时沿着卸载路径的声速。由此计算了剪切模量，从冲击压缩状态卸载时的卸载路径，以及弹塑性本构的知识。

冲击波物理与爆轰物理——冲击波物理与爆轰物理学科研究进展

1激光直接驱动测量金的高压冲击绝热线 利用神光Ⅱ输出的倍频激光，采用直接驱动方式，分别以铝、铜为标准材料，测量了金的冲击绝热线实验。利用扫描相机记录的靶背面的冲击发光信号的图像清晰、信噪比高、平面性好。根据阻抗匹配原理计算得到Al—Au阻抗匹配实验和Cu—Au阻抗匹配实验中金样品中的冲击波压强范围分别为0．48～2．71TPa和0．59～1．24TPa。将实验数据与文献数据进了比较，并对测量不确定度进行了分析。

冲击物理学(shock physics)研究什么?

坐落在加利福尼亚州美国能源部劳伦斯国家实验室的“国家点火装置”计划——靶式装置正在安装 一门正在成长的学科——冲击物理学（shock physics）近来获得来自英国政府至关重要的支持，位于伦敦的帝国学院在未来的5年内将获得1000万英镑（约合2000万美元）的资助，

两种光纤探针在冲击波作用下的时间响应特性

对冲击波参数的测量开发了两种光纤探针,以满足强电磁环境和冲击压力较低的情况.一种是冲击自发光光纤探针,另一种是闪光隙光纤探针.这两种光纤探针分别利用融凝石英在受到冲击压缩时发光和氩气(或空气)隙在受到压缩时会产生很强的光辐射的机理研制而成的.自发光光纤探针在大于70 GPa冲击压力下,其信号上升时间在1～3 ns之间;闪光隙光纤探针在10～30 GPa的冲击压力下,其信号上升时间稳定在2～7 ns之间.

基于梳齿间距偏差的硅微加速度计冲击与阶跃信号响应模型

源于概率统计理论,针对梳齿电容的微细加工偏差,给出了当各梳齿间距偏差在一定范围内独立且均匀分布时,单边电容和双边电容驱动的硅微加速度计冲击与阶跃信号响应物理模型.经过有限元仿真和Monte Carlo模拟验证,结果表明理论模型与仿真值之差小于10%.模型指出,当梳齿间距偏差由0变化到20%,加速度计在受到冲击与阶跃加速度信号作用时,其可靠工作范围将比无偏差理想情况下降10%~15%.该模型可望应用于实际有加工偏差的微加速度计可靠工作范围预先评估与设计.

微喷射物理机制研究进展

微喷射是指冲击波从金属材料自由表面卸载时，金属表面产生颗粒态物质喷射的动力学现象。微喷射的形成机制、关键因素对喷射总量、速度分布和颗粒度分布的影响规律等问题具有重要的工程应用背景，同时是冲击波物理的前沿和难点问题。

铁基材料的冲击相变与“反常”层裂研究

冲击相变是冲击波物理的重要组成部分之一，它探索和揭示物质在冲击压缩下结构和物态变化的临界现象和规律。层裂作为冲击载荷作用下材料的一种常见破坏模式，它是材料内部大量微损伤在极短时间内经历了成核、长大、连接演化过程的最终结果，与材料内部拉伸应力波的作用过程密切相关。材料的冲击相变特性强烈影响其层裂行为，如何将二者有机结合，揭示二者的关联机制是目前国内外研究关注的热点。

爆炸驱动下的材料革命——记北京理工大学冲击波物理与化学实验室副教授高鑫

中华人民共和国成立初期,随着中国科学院力学所篮球场上一声响亮的爆破声,“爆炸力学”专业应运而生。这个由钱学森先生亲自命名、郑哲敏院士倾尽心力创立并延续的学科,在其后的几十年里持续吸引着大批学子的目光与热忱,北京理工大学机电学院冲击波物理与化学实验室副教授高鑫便是其中一员。薪火相传间,一个个里程碑式的科学成果向世人证明--爆炸不是仅存于战火硝烟,和平年代下,烟雾散去,浮现在众人眼前的更可以是推进和平和科学的火种,只要有人愿意投身其中,潜心研究,便可以将其中的科学原理发散应用至各行各业,造福于民。

基于MEMS加速度传感器的“快递黑匣子”

通过加速度传感器对快递包裹在运输过程中所受的物理冲击,包括撞击、颠簸、翻转等进行捕捉,在此过程中,将模拟信号转换为数字信号,并与器件中已存数据进行比对,若冲击强度超过预设值,我们即认为此次物理冲击会对物品造成潜在危害,随即对此次冲击的强度进行记录存储。若买家收到物品时,发现物品已有损坏,可调出随物品一同运输的"黑匣子"查看在运输过程中的冲击记录,为损失索赔提供依据。