VISAR数据处理方法及在碰撞试验中的应用.pdf

VISAR数据处理方法主要应用于激光干涉测试技术，尤其是VISAR系统（Velocity Interferometer System for Any Reflector），这是一种非接触测试技术，能够测试在冲击波作用下各种材料样品的自由面速度历程或内部粒子速度历程。由于其高分辨率和动态测试范围大的特性，VISAR逐渐成为了冲击波物理和爆轰物理研究领域的标准测试技术，并广泛应用于物态方程、冲击相变、材料的动态破坏、爆轰波的传播等研究中，对于武器设计、新材料科学、地球物理学等学科具有重要应用前景。 在VISAR系统测试原理的基础上，通过数据处理软件的开发，研究了VISAR原始记录信号缺陷的识别与校正。在处理VISAR采集到的光强信号时，根据Lissajous图可以有效判别和校正原始记录信号中的缺陷。这表明开发的数据处理软件可以对VISAR数据进行快速、高效处理，得到准确的试件自由面速度历程。 数据处理技术是激光干涉测试技术，特别是VISAR的重要组成部分。试验中得到的示波图是幅值和频率随时间变化的非标准正弦波，需要逐点计量幅值，换算成相位角和条纹数的变化，再计算出速度变化。由于测试装置、仪器、记录系统等多方面的原因，示波器上的信号难免有不少缺陷，增加了数据处理的难度。因此，提高VISAR数据处理的准确度和效率是提高其测试技术水平的关键环节之一。 从VISAR发明至今，其数据处理经历了从手工、半自动到全自动的过程，并开发了多种有效的数据处理程序。但是，大部分是基于DOS平台开发或通用软件的二次开发，人机交互性能较差，效率低，使用不方便。为此，研究者基于面向对象编程技术开发了可运行于Windows操作系统的VISAR数据处理软件，并通过氧化铝陶瓷板碰撞试验进行对比研究。 VISAR利用激光入射在运动物体表面，再通过激光干涉与光电外差检测的方法，检测出由被测点运动引起的干涉光强的变化，进而得到被测点的速度历程。VISAR系统由输入系统、干涉仪、偏振光系统和记录系统组成。被研究反射面的运动使相干光产生多普勒频移，引起干涉仪中的相位差发生变化，从而记录的干涉条纹移动。反射面运动速度与移过的条纹数成正比，速度变化量的大小由VISAR仪器的条纹常数决定，该常数与具体的VISAR系统和所使用的插件有关。对于四探头VISAR系统，光电倍增管输出的信号与干涉条纹数之间的关系可以分别表示出来，其中包含相干光和非相干光两项。这些信号的处理需要准确换算成相位角和条纹数的变化，最终计算出速度变化。 在实际的数据处理过程中，由于测试装置、仪器、记录系统等多方面原因，示波器上的信号难免有不少缺陷，这就需要数据处理软件能够识别和校正这些缺陷。通过研究和开发数据处理软件，可以对VISAR数据进行快速、高效处理，得到准确的试件自由面速度历程。 VISAR数据处理方法及其在碰撞试验中的应用，不仅提高了测试技术水平，还推动了相关学科研究的发展。随着计算机技术和软件开发方法的进步，VISAR数据处理软件的性能将会得到进一步的提升。