PDV多点测速技术研究及其在冲击波物理中的应用

IMECH-IR > 流固耦合系统力学重点实验室

	PDV多点测速技术研究及其在冲击波物理中的应用
英文题名	Research on Multi-point Photonic Doppler Velocimetry and Its Applications on Shock Wave Physics
	凌晨
导师	宋宏伟
	2014
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位类别	硕士
学位专业	工程力学
摘要	Photonic Doppler Velocimetry（以下简称PDV），即激光多普勒差拍测速技术，是近年来发展起来的用于测量材料在动态冲击作用下的质点速度的手段。相比传统的测速手段，PDV具有调试简单、结构紧凑、测速能力强等优点。然而，传统的PDV测速装置也存在着一些不足，例如，只能实现单点测量而无法进行一条线或一个面内的多点测量；无法对靶体的运动方向进行判别；空间分辨率有待提高。本文在基于传统PDV测速装置的结构下，对PDV技术进行了进一步的研究，扩展了PDV测速装置的测速能力和应用范围，同时利用PDV测速装置进行了一些冲击波物理实验，包括冲击起爆条件下炸药爆轰速度的测量和不同厚度的铝靶在激光冲击下背表面质点速度的测量。通过这些冲击波物理实验的PDV速度测量，加深了对实验现象的理解。本文主要内容包括：（1）通过引入光通讯元件分光计的方法，将一路激光分为多路激光，实现了PDV多点速度的测量。为PDV多点测速系统设计了一套集成箱，将PDV测速系统中的主要构件，包括激光器、光纤分光计、光纤环形器、光电转换器等，集中在集成箱的内部。集成箱的面板上设计了对集成箱内部元件的电源进行控制的开关、激光自聚焦透镜光纤的接口和光电转换器连接示波器的接口等。最后利用PDV多点测速系统进行了霍普金森杆入射杆端面速度的测量并和应变片所测量到的信号进行了对比，验证了PDV多点测速系统的可靠性。（2）利用实现的PDV多点测速装置设计了一种冲击起爆条件下炸药爆轰速度测量的装置。PDV多点测速装置很好地获得了干涉信号和各测点的速度信息，推出的炸药的爆轰速度为冲击起爆条件下炸药爆轰速度的研究提供了参考。（3）利用PDV测速系统测量了在激光冲击下几组不同厚度铝靶背表面质点速度的测量。由于靶体厚度的不同，在激光冲击作用下，铝靶产生不同的动态力学行为，分别为：动态穿孔、层裂、冲击强化。PDV测量了在这几组不同动态力学行为下靶体背表面的质点速度历程，并且据此可以研究冲击波在靶体中的传播规律、铝的层裂强度、雨贡纽弹性极限等相关物理参数。
索取号	31102
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/48924
专题	流固耦合系统力学重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	凌晨. PDV多点测速技术研究及其在冲击波物理中的应用[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.

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