30577.pdv多點測量技術(shù)研究及其在沖擊波物理中的應(yīng)用

1、中國科學(xué)院大學(xué)UniversityofChineseAcademyofSciences碩士學(xué)位論文密級：2014年04月摘要摘要PhotonicDopplerVelocimetry(以下簡稱PDV)，即激光多普勒差拍測速技術(shù)，是近年來發(fā)展起來的用于測量材料在動態(tài)沖擊作用下的質(zhì)點速度的手段。相比傳統(tǒng)的測速手段，PDV具有調(diào)試簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、測速能力強(qiáng)等優(yōu)點。然而，傳統(tǒng)的PDV測速裝置也存在著一些不足，例如，只能實現(xiàn)單點測量而無法進(jìn)行一條線

2、或一個面內(nèi)的多點測量；無法對靶體的運動方向進(jìn)行判別：空間分辨率有待提高。本文在基于傳統(tǒng)PDV測速裝置的結(jié)構(gòu)下，對PDV技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，擴(kuò)展了PDV測速裝置的測速能力和應(yīng)用范圍，同時利用PDV測速裝置進(jìn)行了一些沖擊波物理實驗，包括沖擊起爆條件下炸藥爆轟速度的測量和不同厚度的鋁靶在激光沖擊下背表面質(zhì)點速度的測量。通過這些沖擊波物理實驗的PDV速度測量，加深了對實驗現(xiàn)象的理解。論文主要內(nèi)容包括：(1)通過引入光通訊元件分光計的方法，將

3、一路激光分為多路激光，實現(xiàn)了PDV多點速度的測量。為PDV多點測速系統(tǒng)設(shè)計了一套集成箱，將PDV測速系統(tǒng)中的主要構(gòu)件，包括激光器、光纖分光計、光纖環(huán)形器、光電轉(zhuǎn)換器等，集中在集成箱的內(nèi)部。集成箱的面板上設(shè)計了對集成箱內(nèi)部元件的電源進(jìn)行控制的開關(guān)、激光自聚焦透鏡光纖的接口和光電轉(zhuǎn)換器連接示波器的接口等。最后利用PDV多點測速系統(tǒng)進(jìn)行了霍普金森桿入射桿端面速度的測量并和應(yīng)變片所測量到的信號進(jìn)行了對比，驗證了PDV多點測速系統(tǒng)的可靠性。(2)

4、對可判向PDV測速系統(tǒng)進(jìn)行了初步的探索研究。(3)利用實現(xiàn)的PDV多點測速裝置設(shè)計了一種沖擊起爆條件下炸藥爆轟速度測量的裝置。PDV多點測速裝置很好地獲得了干涉信號和各測點的速度信息，推出的炸藥的爆轟速度為沖擊起爆條件下炸藥爆轟速度的研究提供了參考。(4利用PDV測速系統(tǒng)測量了在激光沖擊下幾組不同厚度鋁靶背表面的質(zhì)點速度。由于靶體厚度的不同，在激光沖擊作用下，鋁靶產(chǎn)生不同的動態(tài)力學(xué)行為，分別為：動態(tài)穿孔、層裂、沖擊強(qiáng)化。PDV測量了在這