磁场等熵驱动飞片技术实验研究

发布时间：2021-08-17 23:39

　　磁场驱动等熵加载技术利用快电流脉冲产生的磁场来加速飞片，能达到很高的速度，对于材料在高压下的状态方程研究具有很重要的意义。其基本特征是在相互绝缘的阴阳两极产生强磁场，利用磁压来驱动直径在～mm，厚度几百μm的飞片获得高速；同时，也可以利用这项技术在样品中产生平滑增长的准等熵加载，使样品达到等熵压缩状态。相对于其他加载方式，其突出特点是在材料中达到很高压力或驱动飞片高速飞行的同时，在材料或飞片中的温升较低，实现准等熵加载或驱动，因此，对这一新型加载技术进行实验研究具有重要意义。 在本工作中，利用已建立的FP—1装置，通过理论和实验研究，建立了初步的等熵驱动飞片技术的理论建模和数值模拟方法，建立了适合于FP—1装置特点的等熵磁驱动飞片装置，建立了利用VISAR和光纤探针对飞片飞行速度进行测量的装置。 利用3S程序计算得到的速度时间历史与实验结果吻合较好，数值模拟结果表明飞片内温升较低，磁驱动飞片过程基本上为准等熵过程。本工作为进一步开展等熵加载和驱动技术研究奠定了基本的实验技术和理论建模基础。 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

1主雨贡纽曲线和室温下等嫡压缩线关系图

磁场等嫡驱动飞片技术实验研究量密度高度集中，从而达到提高压力的目的。脉冲加载下样品中能量分布是以应力波度传播的，它比热传导速度快得多，因而属于一种绝热压缩过程。一般说来，当脉冲载速率很高，压力又高，以致应力波转变成冲击波以后，在陡峭的冲击波阵面内将会现不可逆的热耗散(由材料粘性和热传导引起的)，这就是冲击绝热过程，也就是冲加载过程，这一方面，国内外已经取得了较为完善的一系列研究方法;当脉冲加载速较低时，就成为了我们所要研究的准等嫡加载过程。由于脉冲加载是斜波加载，这样就会在样品中产生一个斜的压力脉冲或者通过衬底播到材料样品中。通过测量两个或多个不同厚度样品后表面的速度历史波形，就能够供推算出该样品材料的压缩曲线的足够信息。当波在材料中传播时，如果材料的响应速度相关的〔6〕，那么在分析其波形时需要知道在几种不同厚度下的粒子速度和应力波;如果响应与速度无关，那么这种运动就是自相似运动，而应力波也就成了简单波。

。虽然冲击波方法对于获得EOS信息是一种非常有用的工具，但雨贡纽曲线不能满足许多应用中要求的完全物态方程的需求。而通过等墒加载技术，却可以确定等嫡响应的大段曲线，确定一个类似的p一v关系，却需要多个冲击压缩实验。如图1.3。图1.3在相同压力区域内，铜样品的压力一密度曲线与雨贡纽数据的比较(口为冲击压缩实验数据，△为LLNL的EOS(状态方程)数据，实线为等嫡压缩实验数据)在状态方程的实际使用中，在许多环境下，材料的状态并不处于等温线，等嫡线及雨贡纽曲线上，因此必须基于实验条件下获得的状态数据外推获得。而由于状态方程理论还未完善，仅基于某一种条件下获得的数据外推的结果的可靠性并未得到证实。因此开展在不同条件下状态方程的研究，对于建立可信的较宽区域的状态方程是非常适合的。目前


本文编号：3348737