超高速碰撞白云石靶产生闪光的辐射特性研究

摘要

超高速碰撞过程中材料发生大塑性变形可产生闪光，对闪光形成和演化的分析可用来探测早期的碰撞过程。在对非金属靶板的碰撞实验中，光源主要来自融化的液滴和加热的粒子，闪光持续时间非常短暂（微秒量级）。
　　本文通过二级轻气炮加载实验，运用瞬态光纤高温计测量系统分别完成了入射角度为45°，60°和不同碰撞速度条件下聚碳酸酯弹丸碰撞白云石靶产生闪光现象的测量。用MATLAB软件编写了相关的数据处理程序，大大地简化了处理数据的繁琐过程。
　　基于光的传播理论编写了闪光强度的计算程序和光滑化程序，由该程序计算得到的闪光强度曲线显示出两个主要的演化阶段:(1)强度峰值，(2)强度衰减。强度从弹丸与靶板碰撞时开始演化，依赖于实验参数。随后的衰减信号与辐射源的分布和冷却速度有关。这两个阶段的性质很大程度上取决于碰撞初始条件（碰撞速度、弹丸入射角度、观测角度等等）。强度峰值随着碰撞速度的增加而增强，当大部分的初始条件已知时，其余的条件可以通过光学分析而得到。
　　辐射温度包含了早期碰撞的有关信息。基于普朗克黑体辐射理论，首先由4个通道高温计采集电压信号结合标定得到闪光强度信号，然后采用比率法拟合得到了辐射温度。温度曲线基本上与闪光强度曲线同步，达到最大值后衰减，衰减速率依赖于碰撞初始条件。
　　将闪光强度在可见光与红外线波长范围内积分，分别得到了可见光与红外线在单位面积上的辐射能量。强度信号长时间的衰减阶段包含了大部分的总体辐射能量，强度峰值过后大约有30％的可见光能量仍然持续地辐射。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 概述

1．2 国内外研究现状及存在问题

1．2．1 国内外研究现状

1．2．2 存在问题

1．3 本论文研究的主要内容

第2章 实验

2．1 实验总体方案

2．2 实验系统配置

2．2．1 加载系统

2．2．2 测速系统

2．2．3 靶板、垫板及靶架

2．3 实验测试系统

2．4 高温计系统的标定

2．5 碰撞参数

2．6 实验测量的原始数据

2．7 小结

第3章 实验数据处理

3．1 数据处理程序

3．1．1 闪光强度

3．1．2 数据光滑化

3．1．3 辐射温度及其数据光滑化

3．3 小结

第4章 闪光辐射强度

4．1 实验结果及分析

4．1．1 闪光强度的演化

4．1．2 速度效应

4．1．3 角度效应

4．2 小结

第5章 闪光辐射温度

5．1 实验结果及分析

5．1．1 辐射温度的演化

5．1．2 速度及角度效应

5．1．3 能量效应

5．2 小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文和取得的科研成果

致谢

附录