使用有機玻璃研究應力波問題
實驗測量原理圖樣品為直徑與高度相當的圓柱體，由等高的上下2塊圓柱體對合粘接而成，對合面上布置了一系列同心的圓環型電磁粒子速度計。樣品中心部位的空腔中放置中心起爆的微型炸藥球，當炸藥球爆炸在介質中激發出向外傳播的球形發散波并造成粒子運動時，將帶動當地粒子速度計的圓環敏感部分一起運動并切割磁力線，而產生與運動速度成正比的感生電動勢，測得感生電動勢，便可由法拉第電磁感應定律算出量計處的粒子速度。圓環型電磁粒子速度計的敏感部分構成了一個與球形波面相切的完整圓環，其切割磁力線長度是圓環的周長，不但輸出信號幅度不受波強度因幾何發散而快速衰減的影響，而且信號輸出反映了波面上一條圓環線處介質動力學狀態的綜合平均結果，有效地平滑了介質非均勻性的影響。
花崗巖中空腔爆炸時的應力―應變關系由前述處理過程可知，從速度場求取應力場，其結果在很大程度上依賴于應力的擬合方式。若根據算出的應力流場重新建立速度場，并與原速度場吻合，則稱該應力場與原速度場是自洽、可信的，其依據是由應力場求解速度場不存在數學上的障礙，這即是所謂的“自洽檢驗”。因此在獲得應力應變關系曲線后，以粒子應力為已知量，通過守恒方程解出粒子速度，并與實測粒子速度進行了比較，如0、11所示?？梢钥吹?，兩種波形吻合較好，說明計算得到的應力流場與原粒子速度場是自洽的。有機玻璃的實測與計算速度波形比較通過傅里葉變換，可得到不同爆心距處徑向粒子速度的頻譜，如2所示。隨著波傳播距離的增加，波的高頻成分衰減很快。當爆心距大于40mm以后，400kHz以上的高頻成分已基本被衰減過濾掉，而此時的低頻成分趨于穩定。一般而言，可以把609第6期林英睿，等：依球面波粒子速度研究材料的本構關系實測的波形藉頻譜分析方法看作由不同頻率的頻波分量迭加組成，而不同頻率的頻波分量將按各自的相速傳播。不同頻率的頻波分量的成分隨傳播距離而變化，導致波形在傳播過程中發生畸變，這就造成不同量計線上的點，即使是特征點（如峰值點），也并不一一對應。波形曲線的特征點是路徑線選取的基準點，如果路徑線不能很好反映流場的傳播方向，就會影響計算結果的可靠性結語為了尋求爆炸球面波在材料中的傳播衰減機理，利用實測粒子速度數據直接建立材料的動態本構關系是可行的，這樣獲得的本構關系能夠真實地反映材料的固有特性。花崗巖的應力―應變關系曲線的滯回效應表明花崗巖是一種非線性的粘彈性材料，其表現出的非線性與材料的自然缺陷有著密切的關系。由于拉氏分析計算步數較多，誤差的傳遞、積累增長很快。因此，量計線的位置、離散方式以及路徑線的選取、數目均對結果有很大影響。不同頻率的頻波分量的成分隨傳播距離變化導致的波形畸變，在量計線的選取、路徑線的構造上要加以考慮，這有待以后進一步探索。
