镀膜锰铜计的压阻性能研究

用磁控阴极等离子体溅射技术在云母基底上制做镀膜锰铜压阻计。5—56GPa冲击应力的标定实验表明,该计的压阻性能稳定。压阻系数的拟合式为ps（GPa）=-0.14+90.63（△R/R0）+10.81（△R/R0）2-7.64（△R/R0）2式中R0为锰铜计初始电阻,△R为受压时的电阻变化值。

冲击载荷下锰铜计的动态屈服强度

埋入材料中的应力计在动态载荷下的响应是动态测试领域中一个重要的课题。箔式锰铜应力计在动态载荷下的屈服强度能够通过分析其标定曲线得到 ,这一分析方法利用了ResenbergZ和Par tomY推导的锰铜电阻变化的基本关系式 ,适用于应力计在加载中处于塑性增强的阶段。本文通过平板撞击实验得到了箔式锰铜计在 1.5～ 9.0GPa范围下的动态屈服强度 ,与国外数据比较 ,结果较为吻合。

箔式高阻值低压锰铜压阻应力计的设计及动态标定

设计了低压锰铜压阻传感器 ,并通过平板撞击实验标定了该传感器在 0 .3～ 9.4GPa范围内的压阻关系。标定曲线在 0 .3～ 1.5GPa范围内是线性的 ,对应的是传感器的弹性状态 ,而在 1.5～ 9.4GPa范围内是二次曲线。标定曲线的拐点在 1.5GPa附近 ,这与理论分析和他人的实验结果相接近。

薄膜式锰铜压阻计的动态标定

介绍了以飞片平面撞击标定某新型锰铜压阻计的过程及方法.标定在Φ130 mm轻气炮上进行,采用有机玻璃,Cu和W 3种材料为飞片和靶板材料,实现不同速度下的同种材料平面正撞击,获得0.66～25.4 GPa范围的入射压力,并利用几何修正和D-u关系修正两种方法对结果进行了修正,给出了标定结果以及拟合曲线.

锰铜薄膜超高压力传感器研究

锰铜计是一种特种传感器,主要用于测量冲击波产生的超高压力。其量程上限可达50GPa,是现有传感器中最高的。为满足国防工程的特殊需要,须进一步提高传感器的量程上限及缩短传感器的响应时间。笔者通过传感器的结构设计、敏感材料和封装材料的研制以及采用新的传感器制备工艺,制作了一种新型的薄膜化的锰铜传感器,所得到的主要结论及创新性的结果可归纳如下:

冲击波中横向、纵向应力计响应初步研究

采用低阻值锰铜压阻应力计 ,通过一维平板撞击实验和理论分析对横向、纵向应力计在有机玻璃和陶瓷材料中的不同响应进行了研究。实验结果表明 ,在陶瓷等硬质材料中进行横向应力测量时 ,可用康铜计补偿的方法 ,直接用锰铜计纵向标定的压阻系数计算 ,而在有机玻璃中却不能简单地得到横向应力。

无氧铜平面冲击波实验的横向应力测试及屈服强度确定

为直接确定平面冲击波实验中无氧铜的流动应力,测量了试件中的纵向应力和横向应力,得到了试件中流动应力随时间的变化。采用构建的7种本构模型对无氧铜平面冲击波实验进行数值模拟,比较了实验结果与理论计算结果。研究指出,由SHPB等确定的中等应变率本构并不能拓宽应用于平面冲击波实验。

FeMnNi合金的冲击相变和层裂特性的实验研究

对FeMnNi合金进行了轻气炮平板撞击实验研究,实验中材料发生了相变和层裂。得到的FeMn-Ni合金的相变阈值压力为6.3-6.9 GPa,远低于纯铁的相变阈值压力13 GPa,说明Mn、Ni合金元素的加入会极大的降低相变阈值。回收试样观测表明,当应力高于FeMnNi合金的相变阈值时,样品中可能产生二次层裂现象和浅表层裂新现象。实验结果还表明该合金相变后层裂强度没有明显的提高。

JB9014钝感炸药冲击绝热线测量

利用压力对比法 ,采用锰铜计测量待测炸药样品和LY12铝标准样品在LY12铝飞片同时撞击下的界面压力 ,运用冲击波关系式和正交回归直线拟合分析 ,确定了JB90 14钝感炸药冲击绝热线关系式。

Al_2O_3陶瓷的动态响应特性及Hugoniot本构关系研究

利用VISAR系统测量技术和Lagrange测量技术,研究YB AD90陶瓷的动态响应特性,给出了该材料的Hugoniot弹性极限σHEL,动态屈服强度及各实验点的Hugoniot状态量。结果表明:YB AD90陶瓷的Hugoniot形变过程是一个典型的弹塑性形变过程;当冲击应力在σHEL为11.0GPa附近的范围内,此材料在塑性区的压缩特性表现出较明显的弥散行为。由实验结果拟合得到了材料的应力σ和比容V关系的拟合曲线及一个比较简单的应力σ和比容V的Hugoniot动态本构关系。

平板撞击下C30混凝土中冲击波的传播特性

采用1级气炮加载技术和锰铜应力计多点测试技术,开展了C30混凝土在平板撞击条件下的冲击压缩实验研究。基于锰铜应力计实测的应力波形,研究了混凝土中冲击波的传播特性,结果显示冲击波的应力峰值随传播距离呈现明显的衰减特性,衰减过程可分为2个阶段。在早期阶段,卸载波没有赶上前面传播的冲击波,冲击波应力峰值衰减较慢,主要是混凝土材料的本构粘性效应所引起的;而后期阶段应力峰值的快速衰减则归因于混凝土材料的本构粘性效应、后续的来自飞片自由面的反射波追赶卸载、边侧稀疏波卸载及波传播的几何弥散效应的共同作用;另外,冲击波在混凝土中传播的升时也随着传播距离逐渐增大,即由强间断波逐渐转化为弱间断波。

TC材料的低压Hugoniot参数实验测量研究

采用高阻值锰铜压阻传感器,并通过一级轻气炮实验对TC材料的低压Hugoniot参数C0,λ进行了测量,实验得到的压力曲线与理论分析基本一致,并对压力曲线与密实材料的理论波形进行了比较和分析。通过对实验结果进行最小二乘法拟合,得到了该材料低压冲击时的Hugoniot压缩线以及低压Hugoniot参数C0,λ。拟合结果表明:该多孔材料的低压D-u线具有较大的分散性。

高导无氧铜的高压与高应变率本构模型研究

基于Y/G及G/B为常数的假设,构建了高导无氧铜的七种高压与高应变率本构模型.对于高导无氧铜进行了平面冲击波试验,采用纵向与横向锰铜应力计记录了试件中的纵向与横向应力,从而得到了屈服应力历史.用所构建的七种本构模型进行了数值模拟,并与高导无氧铜的平面冲击波试验结果进行比较.结果表明,平面冲击波载荷下高导无氧铜的屈服强度对于压力、密度、温度以及塑性应变的依赖性是本构描述的关键.而由Hopkinson试验取得的高导无氧铜高应变率本构模型,并不适合描述平面冲击波载荷下的本构特性.