与炸药阻抗匹配的铝基组合式电磁粒子速度计研究

发布时间：2020-05-25 19:38

【摘要】：本文研制了与炸药阻抗匹配的组合式电磁粒子速度计,结合57mm火炮加载,能够精确地测量惰性材料和含能材料中的冲击波轨迹和不同拉格朗日位置处的波后粒子速度剖面。本文采用的组合式电磁粒子速度计选取铝箔作为感应单元,聚酰亚胺作为绝缘膜,共8个粒子速度计和3个冲击波跟踪器。粒子速度计工作段设计长度为5～12mm,铝箔的厚度为10μm,聚酰亚胺厚度25μm。组合电磁粒子速度计的总厚度不大于60μm。本文采用永磁铁作为磁场装置,避免了大电流恒流源对测试系统的干扰,其设计参数：磁通密度7.50×10-2T,磁场中心边长30mm的立方体内磁场不均匀性小于1%。本文利用组合式电磁粒子速度计技术对PMMA、JOB-9003炸药在不同入射压力下的波后粒子速度剖面进行了测量,得到了PMMA的冲击Hugoniot关系,并定性地分析了JOB-9003炸药的冲击起爆过程。本文采用约束最小二乘法拟合Hill函数,分析了JOB-9003炸药的冲击波轨迹数据,得到了不同入射压力下JOB-9003炸药的到爆轰距离和时间。并且利用拉格朗日分析方法,用全粒子速度数据求解得到了压力、比容历程。本文利用DYNA2D程序,对JOB-9003炸药的冲击起爆进行了一维模拟,并与实验粒子速度数据进行了对比。计算中炸药和产物均采用JWL状态方程,反应率方程采用点火增长模型。
【图文】：

Ｗ及高温高压造成电磁粒子速度计内阻的增加，测量结果受计巧掉度的影响逡逑较大。王圣平巧人采用化0２？７｝ｍ和化０７ｍｍ厚度的两种铜计在相同条件下进行逡逑测量，得到了图１．２的结果，图中实线表示厚度０．０２ｍｍ的铜计，虚线表示厚逡逑＇逦■邋Ｉ邋Ｉ邋Ｉ邋ｙ邋Ｉ邋Ｉ邋？邋Ｉ逡逑义－逡逑＾邋Ａ逦－逡逑。一逦Ｈ逡逑０．８－逡逑？邋—逡逑煖邋一邋逦ｔ逦ｉ逦ｉ邋逦逦Ｌｉ逦＿逡逑０逦０．邋１６逦０．．巧逦０．４８逦０．６４邋Ｏ．Ｈ＂逡逑ｆ邋（ｆｔｉ）逡逑图１．２不同悼度铜计的比较逡逑４逡逑

变为液态或气态，计钢的有效导电层厚度减小，再加上温升电阻，计的内阻急逡逑剧增大，同时引线间导电层的厚度随着波阵面的推移而增大，因此得到的结果逡逑出现偏差。图１．２中ｆ〉０．０８／ｉｓ时，薄计的结果低于厚计，由于薄计受Ｗ上两个逡逑因素影响更大，此时，厚计的结呆更加可靠。王圣平等人给出的合理测量方法逡逑是同时采用薄计和厚计，分别取两个计的可靠部分拟合成完整的速度一时间曲逡逑线。逡逑此外，电磁粒子速度计的测量结果也会受到其埋入炸药内部的方式逡逑影响。Ｅｒｉｃｋｓｏｎ等人对不同埋入方式的电磁粒子速度计进行了对比研究，逡逑图１．３（ａ）是Ｅｒｉｃｋｓｏｎ采用的实验设计，在同一深度，两个洛伦兹计对称放置于样逡逑品内部（图中计ａ、Ｃ），，法拉第计放置于样品中如（计ｂ），采用的飞片是弓形的柱逡逑体。得到的实验测量结果如图１．３（ｂ），法拉第计（计ｂ）得到的测量结果要低于洛逡逑伦兹计（计Ｃ）的结果。而飞片平台一侧的洛伦兹计（计ａ）得到的粒子速度与法拉逡逑第计获得的粒子速度数据相近。Ｅｒｉ浊ｓｏｉｌ等人的结论是电磁粒子速度计的引线逡逑受旁侧的稀疏波影响而扩展
【学位授予单位】：中国工程物理研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ560.1

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本文编号：2680642