基于霍普金森压杆宽波形高g值整形技术的研究

发布时间：2020-06-23 15:49

【摘要】：针对国内某厂所提出的技术要求,通过自由式霍普金森压杆实验实现30g试件加速度峰值达到200,000g、加速度脉宽达到50μs。在以往自由式霍普金森压杆实验中选用?25mm×2m的压杆对试件的加载只能实现最大峰值200,000g,脉宽20μs以内的加速度波形,比较以往实现的加速度峰值和脉宽,本文实现宽波形高g值的加速度波形。在满足发射系统的安全性和保证整个测试系统的可靠性的前提下对自由式霍普金森压杆的波形整形技术提出了极高的要求,由此提出三种波形整形方法:(1)采取硬铝材料圆台形波形整形器对试件加速度进行整形。(2)采用不同锥体高度的锥形子弹改善试件的加速度。(3)改变气仓气压从而整形试件的加速度。运用ANSYS LS-DYNA软件对自由式霍普金森压杆波形整形实验进行了数值模拟。分别采用圆台、圆柱波形整形器和双锥形子弹进行波形整形数值模拟,仿真结果表明:(1)圆台形波形整形器作用下试件的加速度、速度远大于圆柱形波形整形器作用下试件的加速度、速度,圆台形整形器作用下试件加速度脉宽较圆柱形整形器作用下的脉宽小了10%。(2)随着双锥形子弹中间段直径的增加,试件加速度波形的脉宽不变而峰值有所增加。(3)增加子弹撞击端面直径,试件的加速度峰值和速度峰值增加幅度较大。通过仿真实验结果设计实际实验,实验具体内容如下:(1)采用不同锥体高度的锥形子弹作为发射装置。(2)改变气仓气压。(3)采用硬铝材料圆台形、圆柱形波形整形器改善试件的加载波形。得到结论如下:1)锥形子弹在相同气压推动下撞击压杆,随着锥形子弹锥体高度的增加,试件加速度、速度峰值减小脉宽增加。2)相同子弹在不同气压推动下撞击压杆,增加气仓气压,试件加速度、速度峰值也随之增加,加速度脉宽增大。3)平头弹在0.5MPa气压推动下撞击压杆,圆台形波形整形器作用下的试件加速度峰值远高于圆柱形波形整形器的加速度峰值,圆台形整形器作用下试件的加速度脉宽略小,试件的加速度波形在圆台形器作用下很好地达到了200,000g、50μs的预期目标,通过仿真手段设计自由式霍普金森压杆实验,采用圆台形波形整形器来改善试件的加速度波形,实验结果达到技术指标,同时通过弥散修正理论分析了圆台形整形器的优点。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH16
【图文】：

原子间的作用力真实情况下，物体内部的应力不会瞬间从力的起始作用区域传播到另一个区域

中北大学学位论文间内的数据划分成多个成分再相加，同理对每个原子来说，在被加速个原子将把它的全部能量传递给相邻的原子。原子间隙、原子质量、因素都和应力波的传播特性息息相关。多单原子组成了物体的结构，利用方便的计算方法，便可以得到原子构波的传播速度。通常物质中的单个原子围绕其平衡位置连续振荡，原子 103Hz。三维中这个振荡可沿着三个方向(X，Y，Z)分解，如图 2.2 所位置是深色圆所在的位置，原子沿三个坐标方向(X，Y，Z)运动，在不原子的极限位移距离有限。事实上，原子的振荡是彼此独立的，但它们的波耦合在一起[31]，在原子的右边撞击原子，被撞击的原子会接收到撞。

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