基于纳米混杂合成纤维混凝土SHPB试验的RHT数值模型参数研究

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作者 李长辉 王慧颖 +2 位作者 杨放 谢承彦 崔健 《振动与冲击》 北大核心 2025年第7期181-193,224,共14页

研究RHT(riedel-hiermaier-thoma)模型参数对混凝土动态力学响应的影响规律。基于纳米混杂合成聚丙烯纤维混凝土(nano cellulose synthetic polypropylene fiber reinforced concrete,NCSPFRC)的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pre... 研究RHT(riedel-hiermaier-thoma)模型参数对混凝土动态力学响应的影响规律。基于纳米混杂合成聚丙烯纤维混凝土(nano cellulose synthetic polypropylene fiber reinforced concrete,NCSPFRC)的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bars,SHPB)冲击试验结果和RHT模型原始文献参数,采用Hyper-Mesh和LS-DYNA有限元软件进行数值模拟。研究结果表明:数值模拟结果与试验结果吻合度较低,峰值应力和峰值应变的模拟值相对试验值误差均超过35%,直接使用RHT模型原始文献参数无法准确描述不同强度等级、类型混凝土的动态力学响应。在此基础上,对RHT模型参数的敏感性进行了分析,并根据分析结果对模型参数进行修正,修正后的RHT模型参数所得模拟结果与试验结果具有良好的一致性,相较试验值其模拟峰值应力和峰值应变的误差值大多低于7%,在允许误差范围内。这表明修正后的RHT模型能够较准确地描述NCSPFRC的动态力学性能,同时也验证了该研究采用的参数调整方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 (RHT)模型 纳米混杂合成纤维混凝土(NCSPFRC) 分离式霍普金森压杆(SHPB) 数值模拟 参数敏感性分析

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SHTB的拉伸冲击波谱加载方法研究

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作者 王凡 郭伟国 +1 位作者 吴倩 赵思晗 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期278-284,共7页

为了理解动态变形和塑性流动过程中,加载历史和应变率变化对材料性能的影响,基于直接拉伸式Hopkinson杆原理,使用不同几何形状的反射杆代替凸缘法兰,在加载杆中连续产生多个不同幅值的加载冲击波,使材料在动态变形的过程中应变率阶跃变... 为了理解动态变形和塑性流动过程中,加载历史和应变率变化对材料性能的影响,基于直接拉伸式Hopkinson杆原理,使用不同几何形状的反射杆代替凸缘法兰,在加载杆中连续产生多个不同幅值的加载冲击波,使材料在动态变形的过程中应变率阶跃变化。结果表明:(1)该方法可以将加载波的脉宽延长3倍以上,有利于进行低应变率、大变形的材料试验;(2)加载应力波的幅值阶梯变化,使试样在加载过程中应变率发生跳跃变化;(3)通过控制反射杆的长度可以有效控制加载脉冲的间隔,将材料的应变率效应和温度效应解耦,用于揭示不同脉冲幅值作用下试样变形损伤机制。试验证明,基于SHTB原理的拉伸波谱的加载方法可以快速、精准、稳定地实现对试样的连续多次动态加载。 展开更多

关键词 分离式hopkinson拉杆 冲击加载谱 应变率阶跃 材料动态性能

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PBX一维动态拉伸性能实验研究 被引量：1

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作者 蓝林钢 温茂萍 +2 位作者 李明 庞海燕 敬仕明 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期684-688,共5页

合理选择输入杆、输出杆长度和合适的应变片贴片位置,以实现拉伸应力波。利用PBX压缩强度远大于拉伸强度的性质,不采用承压环,在反射式霍普金森拉杆(SHTB)上对采用与铝杆端面粘接的PBX动态拉伸样品进行动态拉伸性能测试。结果显示,TATB... 合理选择输入杆、输出杆长度和合适的应变片贴片位置,以实现拉伸应力波。利用PBX压缩强度远大于拉伸强度的性质,不采用承压环,在反射式霍普金森拉杆(SHTB)上对采用与铝杆端面粘接的PBX动态拉伸样品进行动态拉伸性能测试。结果显示,TATB基炸药的动态拉伸强度,在30 s-1应变率下动态拉伸强度达到了13 MPa,远高于准静态下的拉伸强度7 MPa。采用扫描电镜对样品细微破坏形貌进行了观察,结果表明,由于动静态下裂纹不同发展方式和动态下温升使粘结剂发生了软化,准静态下的拉伸破坏模式和动态下的模式明显不同,准静态下是沿晶断裂和穿晶断裂共存,动态拉伸下属于粘结剂脱粘破坏。 展开更多

关键词 固体力学 反射式霍普金森拉杆 PBX 动态力学性能 高应变率

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典型玻璃材料冲击力学性能研究 被引量：16

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作者 安二峰 李磊 杨军 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期127-130,共4页

运用分离式霍普金森压杆技术,研究浮法玻璃和钢化玻璃在冲击条件下的σ-ε关系.通过对两种玻璃进行低速冲击实验表明:浮法玻璃的冲击力学性能与传统陶瓷材料基本一致,而钢化玻璃除表现出传统脆性材料的弹性性能外,还进一步表现出金属材... 运用分离式霍普金森压杆技术,研究浮法玻璃和钢化玻璃在冲击条件下的σ-ε关系.通过对两种玻璃进行低速冲击实验表明:浮法玻璃的冲击力学性能与传统陶瓷材料基本一致,而钢化玻璃除表现出传统脆性材料的弹性性能外,还进一步表现出金属材料的塑性屈服特性;在冲击破碎形态上,钢化玻璃和浮法玻璃差别显著,钢化玻璃呈颗粒状,而浮法玻璃呈细粉状.由此可见,经淬冷处理后,钢化玻璃的冲击力学性能比浮法玻璃有显著提高. 展开更多

关键词 固体力学 玻璃 分离式霍普金森压杆 冲击性能

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钢纤维混凝土动态劈裂实验研究 被引量：9

5

作者 焦楚杰 蒋国平 高乐 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期469-472,共4页

采用分离式霍普金森压杆对钢纤维混凝土(SFRC)进行了动态劈裂实验,测试出其动态劈裂破坏最低强度。SFRC动态劈裂应力时程曲线基本上呈双峰型,随着纤维体积率的增加,SFRC耗能能力相应增大,应力波在SFRC中的衰减程度越大。钢纤维对SFRC的... 采用分离式霍普金森压杆对钢纤维混凝土(SFRC)进行了动态劈裂实验,测试出其动态劈裂破坏最低强度。SFRC动态劈裂应力时程曲线基本上呈双峰型,随着纤维体积率的增加,SFRC耗能能力相应增大,应力波在SFRC中的衰减程度越大。钢纤维对SFRC的增强和增韧性能良好,在冲击劈裂荷载下,决定试件破坏的主要因素是胶凝体与钢纤维之间的粘结强度,而不是钢纤维本身抗拉强度。 展开更多

关键词 爆炸力学 分离式霍普金森压杆 钢纤维混凝土 动态 劈裂

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SHPB虚拟仿真实验教学项目的研究与开发 被引量：9

6

作者 毛继泽 曲嘉 夏培秀 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第1期187-190,共4页

高应变率下材料的动态力学性能一般采用分离式霍普金森压杆进行实验测量,但由于该类设备的操作危险性大,测试参数设置互相影响,实验经验对测试结果影响较大,学生学习和操作困难。该文所开发的虚拟仿真实验教学项目,可通过设置不同的测... 高应变率下材料的动态力学性能一般采用分离式霍普金森压杆进行实验测量,但由于该类设备的操作危险性大,测试参数设置互相影响,实验经验对测试结果影响较大,学生学习和操作困难。该文所开发的虚拟仿真实验教学项目,可通过设置不同的测试参数,得到不同的实验结果和测试精度,甚至是失败的测试,从而帮助学生掌握和分析测量参数设置的规律,培养学生的实际操作能力。 展开更多

关键词 应力波 分离式霍普金森压杆 虚拟仿真 高应变率 实验教学

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钢纤维高强混凝土的中应变率本构关系 被引量：7

7

作者 焦楚杰 孙伟 高培正 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期892-897,共6页

采用分离式霍普金森压杆（SHPB）对纤维体积率为0～3％的钢纤维高强混凝土（SFRH—SC）进行了中应变率的冲击压缩试验．试验表明，应变率从阀值提高到90／s时，SFRHSC峰值应力增梧30％左右，弹性模量增幅50％左右，峰值应变增长幅度则... 采用分离式霍普金森压杆（SHPB）对纤维体积率为0～3％的钢纤维高强混凝土（SFRH—SC）进行了中应变率的冲击压缩试验．试验表明，应变率从阀值提高到90／s时，SFRHSC峰值应力增梧30％左右，弹性模量增幅50％左右，峰值应变增长幅度则是基体混凝土的2～3倍．集料－高强基体和钢纤维－高强基体的双重叠加效应，大大提高了基体的抗冲击强度和韧度，使SFRHSC试件在冲击荷载作用下呈现出“微裂而不散，裂而不断”的良好破坏形态，而在相近的冲击荷载下，基体混凝土试件成粉碎性破坏．根据试验结果建立了SFRHSC四参数率相关性本构方程，该方程同时考虑了应变率和应变对材料应力的影响． 展开更多

关键词 分离式霍普金森压杆 钢纤维高强混凝土 中应变率 冲击压缩 率相关性本构方程

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晶粒大小对AZ31镁合金绝热剪切敏感性的影响 被引量：8

8

作者 毛萍莉 刘遵鑫 +1 位作者 刘正 孙庆海 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2015年第5期494-499,共6页

为了研究晶粒尺寸对镁合金绝热剪切敏感性的影响,采用等通道转角挤压(ECAP)技术对AZ31镁合金进行了不同程度的晶粒细化并采用分离式Hopkinson压杆对细化后的AZ31镁合金试样进行了动态剪切试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电... 为了研究晶粒尺寸对镁合金绝热剪切敏感性的影响,采用等通道转角挤压(ECAP)技术对AZ31镁合金进行了不同程度的晶粒细化并采用分离式Hopkinson压杆对细化后的AZ31镁合金试样进行了动态剪切试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和维氏硬度计,分别对冲击压缩后的AZ31镁合金试样进行了组织观察和硬度测试.结果表明,晶粒越小,AZ31镁合金的绝热剪切敏感性越弱.在对绝热剪切带及其周围组织进行维氏硬度测量时发现,剪切带内细小晶粒区的硬度明显高于其周围组织的硬度. 展开更多

关键词 分离式hopkinson压杆 等通道转角挤压 绝热剪切敏感性 高应变速率 AZ31镁合金 等轴晶 滑移 帽状试样

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聚乙烯醇纤维混凝土动态断裂过程试验研究 被引量：5

9

作者 杨国梁 李峰 +3 位作者 张志飞 毕京九 董智文 李影 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第2期454-462,共9页

为探究纤维体积掺量对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)断裂过程的影响,基于50 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对不同纤维体积掺量(0%、0.75%、1.50%、2.25%、3.00%)的PVA-ECC中心切槽半圆盘弯曲(NSCB)试件进行冲击试验,同... 为探究纤维体积掺量对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)断裂过程的影响,基于50 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对不同纤维体积掺量(0%、0.75%、1.50%、2.25%、3.00%)的PVA-ECC中心切槽半圆盘弯曲(NSCB)试件进行冲击试验,同时结合超高速数字图像(DIC)相关试验系统对PVA-ECC材料的动态断裂过程进行试验研究,得到了预制裂纹尖端张开位移的变化规律以及各组试件的临界裂缝尖端张开位移(CTODC)。结果表明,当不添加PVA纤维或添加较少(小于1.50%)时,裂尖宏观裂纹基本出现在裂尖荷载的峰值时刻处,而随着PVA纤维掺量的增加,裂尖宏观裂纹的出现显著早于裂尖荷载的峰值时刻,并且纤维体积掺量越大,裂尖宏观裂纹出现得越早,裂纹扩展至完全断裂的时间也显著增加。添加聚乙烯醇纤维可以显著提高混凝土试件的CTODC值,提高试件的阻裂能力,相同冲击荷载下,体积掺量为2.25%的聚乙烯醇纤维试件具有较大的CTODC值。 展开更多

关键词 PVA-ECC 分离式霍普金森压杆 中心切槽半圆盘弯曲试件 动态断裂韧度 数字图像相关 裂缝尖端张开位移

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应用SHPB试验对超高性能重混凝土动态性能的研究 被引量：2

10

作者 黄政宇 王若丁 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2798-2806,共9页

为研究超高性能重混凝土的动态性能,对钢砂等体积替代石英砂比例为0%,20%,40%,60%和100%,以及磁铁矿砂替代比例为80%的超高性能重混凝土进行分离式霍普金森(SHPB)压杆试验。试验研究超高性能混凝土的破坏形态、应力-应变关系曲线、动态... 为研究超高性能重混凝土的动态性能,对钢砂等体积替代石英砂比例为0%,20%,40%,60%和100%,以及磁铁矿砂替代比例为80%的超高性能重混凝土进行分离式霍普金森(SHPB)压杆试验。试验研究超高性能混凝土的破坏形态、应力-应变关系曲线、动态抗压强度、应变率敏感性等受重骨料替代率变化的影响,及钢纤维对超高性能重混凝土的动态性能的影响。试验结果表明:各配合比应力-应变关系曲线呈同一趋势;随着钢砂掺量的提升,动态峰值应力先增大后减小,当替代率为80%时达到最高;钢砂的掺入,可以使UHPC在高应变率下保持较高的应变率敏感性;钢纤维的掺入使试件的破坏形态由碎渣状变为块状;在满足工作性能的前提下,钢纤维的掺量越高,抗冲击性能越好。 展开更多

关键词 超高性能混凝土 钢砂 动态抗压性能 分离式霍普金森压杆(SHPB) 应变率敏感性

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三种PBX炸药的动态拉伸力学性能 被引量：12

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作者 赵玉刚 傅华 +2 位作者 李俊玲 陈荣 文尚刚 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期194-199,共6页

为了获得几种PB X炸药的动态拉伸力学性能,结合平台巴西盘实验和霍普金森加载技术建立了动态拉伸实验测试系统,分别通过石英晶体片和数字图像相关方法来测量应力和应变信号,得到了PB X炸药在应变率102s-1附近间接拉伸条件下的应力应变曲... 为了获得几种PB X炸药的动态拉伸力学性能,结合平台巴西盘实验和霍普金森加载技术建立了动态拉伸实验测试系统,分别通过石英晶体片和数字图像相关方法来测量应力和应变信号,得到了PB X炸药在应变率102s-1附近间接拉伸条件下的应力应变曲线,并建立了对应的动态拉伸本构关系模型。结果表明,PB X炸药的拉伸强度、失效应变和拉伸弹性模量都表现出一定的应变率相关性,本构关系拟合曲线与实验数据吻合良好。 展开更多

关键词 固体力学 巴西实验 高聚物黏结炸药(PBX) 分离式霍普金森压杆(SHPB) 数字图像相关方法(DIC)

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一种新型软材料动态直接拉伸实验技术 被引量：2

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作者 周永康 陈力 崔世堂 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第22期144-148,224,共6页

为了研究具有较低强度和较低波阻抗的软材料的高应变率动态拉伸力学性能,提出了一种采用空心铝管作为入射杆和透射杆的直接拉伸式SHTB实验装置。详细讨论了该实验装置几个关键问题,并提出了相应的解决方案。利用研发的实验装置对圆柱形... 为了研究具有较低强度和较低波阻抗的软材料的高应变率动态拉伸力学性能,提出了一种采用空心铝管作为入射杆和透射杆的直接拉伸式SHTB实验装置。详细讨论了该实验装置几个关键问题,并提出了相应的解决方案。利用研发的实验装置对圆柱形丁氰橡胶试件进行试验,成功获得了丁氰橡胶在直接拉伸荷载作用下的应力波形曲线,并由此进一步得到了该材料在应变率为240 s^(-1)时的应力应变曲线。实验结果表明,提出的新型SHTB装置可更方便的用来测定软材料的高应变率动态拉伸力学性能,且操作简单,成功率高。 展开更多

关键词 直接拉伸 shtb 软材料 应变速率

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水温循环条件下千枚岩动态力学特性研究 被引量：1

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作者 王连华 冯伟志 王景立 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2023年第6期157-169,共13页

对0°层理倾角千枚岩分别在温度循环自然降温、温度循环冷水降温、干湿循环3种水温劣化条件下开展1、3、5、8、11次劣化处理,而后采用分离式霍普金森杆(SHPB)试验系统开展水温循环条件下千枚岩动力学特性研究。结果表明:温度循环作... 对0°层理倾角千枚岩分别在温度循环自然降温、温度循环冷水降温、干湿循环3种水温劣化条件下开展1、3、5、8、11次劣化处理,而后采用分离式霍普金森杆(SHPB)试验系统开展水温循环条件下千枚岩动力学特性研究。结果表明:温度循环作用将有效缩短千枚岩应力-应变曲线的屈服阶段,干湿循环条件下千枚岩屈服阶段则较为明显,水温耦合作用后延性增强;千枚岩动态峰值抗压强度随着水温循环次数的增加不断减小,服从负指数分布规律;温度循环冷水降温、干湿循环水温耦合作用下千枚岩峰值抗压强度降幅大于温度循环自然降温作用下的抗压强度;千枚岩耗散能比随着水温循环次数的增加均呈动态增长的规律,因此水温循环对千枚岩耗散能比增幅具有放大效应;水温循环次数较少时,千枚岩发生贯穿层理面的压致张裂破坏;随着水温循环次数的增加,千枚岩破坏碎块数逐渐增多,碎块尺寸逐渐减小,分形维数不断增加,破坏模式也逐渐转为张剪破坏的复合破坏模式;水温耦合作用下,千枚岩更易产生多碎块破裂,碎块平均尺寸总体上更低。 展开更多

关键词 千枚岩 分离式霍普金森杆试验 温度循环 干湿循环 动态力学特性

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