Page 173 - 《爆炸与冲击》2026年第2期

第 46 卷 张渊通，等： 爆炸应力波在梯度介质中的可视化传播 第 2 期

以及增塑剂邻苯二甲酸二丁酯。通过改变配比中增塑剂的比例来调整材料的强度，试件的加工和制作
过程如图 2 所示：首先，利用玻璃和 744 密封胶制作模具，静置 1 d 将配置好的环氧树脂浇注进模具中，
并按照一定的温度曲线进行退火处理；然后，将材料加工成各种力学测试所需要的尺寸，进行基本物理
力学性质测试；最后，通过环氧树脂胶将几种性质不同的环氧树脂板按照强度顺序组合到一起，形成强
度梯度材料，并进行表面喷斑处理。

Seals

Glass

Fixture
(a) Specimen casting (b) Mechanical test (c) Measurement of basic (d) Specimen after
specimen processing physico-mechanical parameters spray-spot treatment
图 2 实验试件的制作过程
Fig. 2 Production process of experimental specimen

本文中的梯度材料涉及到 4 种强度，其参数如表 1 所示。2 种试件的尺寸如图 3 所示，定义爆炸应
力波从弱到强的传播路径为正向梯度路径（E4-E3-E2-E1），反之为反向梯度路径（E1-E2-E3-E4），不同强
度的试件之间通过环氧树脂胶紧密粘合。为了直观地进行对比，试件左侧为梯度渐变材料，右侧为完整
材料。试件为上下轴对称结构，试件下侧喷涂白色底漆和黑色散斑，进行数字图像相关实验；试件上侧
不进行处理，进行动态光弹性实验。

表 1 环氧树脂材料的基本力学参数
Table 1 Basic mechanical parameters of epoxy resin materials
试件 增塑剂质量分数/% 弹性模量/MPa 纵波波速/(m·s ) 横波波速/(m·s ) 密度/(kg·m ) 泊松比
−1
−3
−1
E1 0 4 312 2 482 1 502 1 250 0.365
E2 5 3 884 2 264 1 389 1 167 0.353
E3 10 3 462 2 131 1 332 1 132 0.333
E4 15 2 773 1 998 1 259 1 056 0.322

260 30 30 30 40 130

E1 E2 E3 E4 E4 E3 E2 E1

260

Hard Soft Soft Hard

(a) Positive gradient (b) Reverse gradient

图 3 正向梯度和反向梯度试件的示意图（单位：mm）
Fig. 3 Schematic diagrams of positive gradient and reverse gradient specimen (unit: mm)

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