强激光驱动的爆炸与冲击效应试验平台

摘要

本发明公开一种强激光驱动的爆炸与冲击效应试验平台，包括依次相连的驱动系统、试验环境和测量系统，以及与所述驱动系统、试验环境和测量系统分别相连的控制系统。本发明通过一体化的设计和不同试验环境的研制，实现多种激光驱动爆炸与冲击功能，具有开放性；而且，通过多种高速、高分辨率的测试手段的协同与协调，对多个物理场（速度、压力、图像）进行实时测量，可对激光驱动爆炸与冲击试验过程进行较全面的表征。

主权项

一种强激光驱动的爆炸与冲击效应试验平台，其特征在于，包括依次相连的驱动系统、试验环境和测量系统，以及与所述驱动系统、试验环境和测量系统分别相连的控制系统，其中，所述驱动系统用于将强激光光束传输至所述试验环境；所述试验环境用于实现多种激光驱动的爆炸与冲击效应试验，包括激光冲击强化试验、激光驱动的水下爆炸及推进试验和激光驱动的飞片试验；所述测量系统用于对上述几种试验进行实时的质点速度、冲击波压力、运动图像的多物理场同步测量，以及激光的能量、脉宽和光束质量的试验条件同步监测；所述控制系统用于对所述驱动系统、试验环境和测量系统进行同步控制以及数据采集；所述试验环境包括激光冲击强化试验装置、激光驱动的水下爆炸及推进试验装置和激光驱动的飞片试验装置；所述激光冲击强化试验装置用于进行金属材料的激光冲击强化处理试验；所述激光驱动的水下爆炸及推进试验装置用于开展水下冲击波与结构响应的相互作用机理、爆炸产物气泡脉动规律的研究；所述激光驱动的飞片试验装置用于开展材料在超高应变率下的本构关系、状态方程及冲击波传播过程研究；所述激光冲击强化试验装置包括：箱体、温度控制单元、夹持单元、垫底层、吸收层、约束层和温度测试单元；其中，所述箱体，具有预定大小的容积；所述温度控制单元，用于将所述箱体内的温度加热并控制在预定的范围；所述夹持单元，用于夹持待测金属材料；所述垫底层，用于支撑所述待测金属材料；所述吸收层，设置在所述待测金属材料之上，用于吸收激光能量后发生熔化、气化以及电离，形成高温高压等离子体；所述约束层，设置在所述吸收层之上，用于约束住所述等离子体的快速膨胀；所述温度测试单元，用于测量所述待测金属材料在接受激光冲击强化过程中的温度变化。