Page 174 - 《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

2 实验结果与分析

2.1 爆炸应力波在正向梯度介质中的传播规律
图 4 为爆炸应力波在正向梯度介质（E4-E3-E2-E1）中的传播规律。图片的上侧显示的是光弹等差条
纹图，下侧为 Mises 应变云图，光弹等差条纹图与 Mises 应变云图为相互切合的半圆。定义零时刻为爆
炸应力波首次出现的时刻，每间隔 8 μs 提取一张照片展示分析。在爆炸初期（0～16 μs），炮孔附近区域
应力过于集中，动光弹条纹比较密集难以区分。当爆炸应力波经过第一个节理面之后，通过动光弹条纹
发现有反射波呈“三角形”向反方向传播，穿透节理面的反射波在条纹级数上也有所降低。在 32 μs
时，通过 Mises 应变云图可以观察到爆炸 P 波中的应变峰值区域，对应动光弹条纹中第一个条纹级数峰

Von Mises Von Mises

E1 E2 E3 E4 strain E1 E2 E3 E4 strain
7 150 3 820
6 256 3 342
5 362
4’ 3’ 2’ 1’ 1 2 3 4 2 865
4 468 2 387
3 575 1 910
2 681 1 432
1 787 955
893 477
0 0

(a) t=8 μs (b) t=16 μs
Von Mises Von Mises
strain
strain
E1 E2 E3 E4 4 020 E1 E2 E3 E4 4 120
P-wave reflection 3 517 P-wave reflection 3 605
3 015 3 090
2 512 2 575
2 010 2 060
1 507 1 545
1 005 1 030
502 Peak strain 515
region
0 0
(c) t=24 μs (d) t=32 μs
Von Mises Von Mises
strain
strain
E1 E2 E3 E4 3 440 E1 E2 E3 E4 3 620
3 010 0.5 3 170
1.5
2 580 2.5 2 720
2 150 2 270
1 720 1 820
S wave P wave
1 290 Crack tip 1 370
860 920
430 470
0 0

(e) t=40 μs (f) t=48 μs

图 4 正向梯度材料的等差条纹和 Mises 云图
Fig. 4 Equal difference fringe and Von Mises strain cloud of the positive gradient material

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