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分离式Hopkinson压杆系统冲击压缩过程中试样的应力均匀化过程 被引量：7
1
作者 刘瑞堂 果春焕 张智峰 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期25-27,95,共4页
分析了分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统冲击压缩试验过程中试样的应力均匀化过程。结果表明:试样内的应力分布不均匀性在冲击压缩开始时最显著,随着时间的延长,应力分布渐趋均匀;在变形初期,应力分布不均匀主要表现为试样两端的应力水平... 分析了分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统冲击压缩试验过程中试样的应力均匀化过程。结果表明:试样内的应力分布不均匀性在冲击压缩开始时最显著,随着时间的延长,应力分布渐趋均匀;在变形初期,应力分布不均匀主要表现为试样两端的应力水平不同以及应力-时间曲线的进程不同步且伴有较大振荡;用绝对不均匀度α(t)衡量试样内应力分布的不均匀程度,在α(t)-t曲线上存在一明显的转折点M,建议用M点对应的时间表示应力均匀化所需时间。 展开更多
关键词 分离式hopkinson压杆系统 应力分布 均匀化过程
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光纤Bragg光栅在分离式Hopkinson压杆实验中的应用 被引量：1
2
作者 朱萍玉 林玉池 +1 位作者 王为 刘德顺 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B06期148-152,共5页
光纤Bragg光栅用于高频应变的测试是一个重要研究课题．文中介绍了其高频解调原理,探讨了光纤光栅传感器用于分离式霍布金逊压杆(SHPB)实验装置中应变测试的相关问题；推导了弹性杆中传播的应力波σ与传感光纤光栅中光波相位的变化量Δ... 光纤Bragg光栅用于高频应变的测试是一个重要研究课题．文中介绍了其高频解调原理,探讨了光纤光栅传感器用于分离式霍布金逊压杆(SHPB)实验装置中应变测试的相关问题；推导了弹性杆中传播的应力波σ与传感光纤光栅中光波相位的变化量Δ(?)之间的关系式,进而建立了含有光纤光栅传感变化量的弹性杆应力波计算公式；构建了基于光纤Bragg光栅的动态应变测试系统,对中心波长分别为1550nm和1545nm的裸光纤光栅传感器以及应变片,两种传感器粘贴在被撞击弹性杆(输入杆)表面测试应变的情形进行了比较研究,给出了实验结果．研究表明,光纤Bragg光栅在高频动态应变测量中具有很好的应用潜力和前景,测试方法和结论对于光纤Bragg光栅在高频动态应变的实际测试中具有积极意义． 展开更多
关键词 光纤BRAGG光栅 分离式hopkinson压杆 高频应变 动态测试
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基于激光干涉测试技术的分离式Hopkinson压杆实验测试系统 被引量：1
3
作者 张振 王永刚 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1165-1171,共7页
分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验的传统测试技术是基于应变片的电测技术,测试结果的可靠性强烈依赖于应变片与杆之间粘贴质量,受到人为因素的影响较大。本文中采用基于多普勒频移原理的双探头全光纤激光干涉测速技术,以粒子速度为监测目... 分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验的传统测试技术是基于应变片的电测技术,测试结果的可靠性强烈依赖于应变片与杆之间粘贴质量,受到人为因素的影响较大。本文中采用基于多普勒频移原理的双探头全光纤激光干涉测速技术,以粒子速度为监测目标,借助应力波传播理论,换算成试件的应变和应力,从而建立了SHPB实验的非接触光学测试系统。针对韧性和脆性两类材料,分别提出了激光正入射和激光斜入射两种测试技术。再以铝合金和PZT陶瓷为例,通过与传统的应变片测试结果以及DIC测量结果的对比分析,验证了两种测试技术的有效性。与传统的应变片测试技术相比,新的激光干涉测试技术具有免标定、抗干扰、可靠性高等许多优点,有助于实现SHPB实验测试系统标准化。 展开更多
关键词 分离式hopkinson压杆 激光干涉技术 粒子速度 铝合金 PZT陶瓷
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光纤位移干涉仪的研制及其在Hopkinson压杆实验中的应用 被引量：15
4
作者 杨军 王克逸 +5 位作者 徐海斌 张德志 钟方平 马艳军 李焰 刘峻岭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期102-107,共6页
为了满足爆炸冲击作用下结构体动态变形过程测试的需要,基于激光多普勒效应和外差技术,采用单模光纤器件、声光移频器(AOM)和高带宽光电转换器研制了一套可辨别速度方向的参考光调制式光纤位移干涉仪,它具有结构简单、动态响应快以及非... 为了满足爆炸冲击作用下结构体动态变形过程测试的需要,基于激光多普勒效应和外差技术,采用单模光纤器件、声光移频器(AOM)和高带宽光电转换器研制了一套可辨别速度方向的参考光调制式光纤位移干涉仪,它具有结构简单、动态响应快以及非接触式测量的优点。采用短时傅里叶变换算法编写了数据处理程序,并在Hopkinson压杆上进行了实验研究,获得了36.82 m/s的峰值速度,并对速度波形与应变片测量获得的结果及应力波理论计算结果进行了对比分析,验证了系统的可行性。钢筒爆炸实验获得了壁面振动的正负速度历程,验证了系统可以辨别物体运动方向。 展开更多
关键词 光纤位移干涉仪 激光多普勒效应 短时傅里叶变换 分离式hopkinson压杆 钢筒爆炸实验
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Hopkinson压杆对准脆性材料的动态力学实验研究 被引量：5
5
作者 苏碧军 王启智 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第S2期580-584,共3页
分离式Hopkinson压杆是对准脆性材料实施高速加载的理想工具,利用该装置可以对准脆性材料实施各种加载方式,测定材料的动力特性参数。对分离式Hopkinson压杆装置的测试原理做了扼要说明,简单介绍了目前用于准脆性材料的测试方法(压缩实... 分离式Hopkinson压杆是对准脆性材料实施高速加载的理想工具,利用该装置可以对准脆性材料实施各种加载方式,测定材料的动力特性参数。对分离式Hopkinson压杆装置的测试原理做了扼要说明,简单介绍了目前用于准脆性材料的测试方法(压缩实验方法和拉伸实验方法),并结合目前的测试技术,对准脆性材料的实验方法提出了一些新的设想。 展开更多
关键词 分离式hopkinson压杆 准脆性材料 动态力学性能 测试方法
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夹心杆系统中一维弹塑性波演化精细分析(Ⅱ):弹塑性交界面与平台段反射衰减 被引量：1
6
作者 高光发 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期120-130,共11页
相对于入射波加载阶段透反射分析过程,入射波平台段持续时间长且弹塑性传播与演化行为复杂得多,此阶段试件内弹塑性波相互作用的影响非常明显。开展了矩形入射波作用下试件内弹塑性波的相互作用及其在两个界面上的弹塑性透反射行为计算... 相对于入射波加载阶段透反射分析过程,入射波平台段持续时间长且弹塑性传播与演化行为复杂得多,此阶段试件内弹塑性波相互作用的影响非常明显。开展了矩形入射波作用下试件内弹塑性波的相互作用及其在两个界面上的弹塑性透反射行为计算,定量研究了夹心杆系统中反射波的衰减特征。结果表明:强入射波作用下,由于弹塑性波相互作用,试件内形成了曲线型弹塑性交界面,使透射端达到屈服状态的时间明显提前,该弹塑性交界面以大于弹性声速的速度向反射端变速传播;在塑性阶段,反射波的衰减是试件截面积增大引起的广义波阻抗增大和压缩引起的塑性波往返次数增加两个方面导致的衰减量之和。计算显示,试件的密度变化虽然明显影响其波速和广义波阻抗,但两个方面引起的衰减量之和正好接近于零,使得密度变化对透反射波平台段变化的影响可以忽略;塑性模量的增大使得反射波在平台端衰减更快,而试件直径对反射波衰减速度的影响并不是单调的,从4 mm增大到10 mm,反射波衰减速度增大,但增大到12 mm后衰减量反而有所减小。研究结果可为分离式Hopkinson压杆试验透反射波形的深入分析以及精细化试验设计与数据处理提供参考。 展开更多
关键词 分离式hopkinson压杆 弹塑性交界面 应力衰减 反射波 透射波 广义波阻抗
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不同负温条件下模拟月壤动力学特性与能量耗散研究
7
作者 马芹永 张波波 +2 位作者 简伟强 杨金辉 凌创宇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期32-43,共12页
研究月球极区含冰月壤的动力学特性和能量耗散规律对探月工程四期任务中探测器的着陆冲击特性、极区含冰月壤的冲击钻进采样具有重要的参考意义。以玄武质模拟月壤制备的含冰月壤样本为研究对象,利用直径50 mm的分离式Hopkinson压杆测... 研究月球极区含冰月壤的动力学特性和能量耗散规律对探月工程四期任务中探测器的着陆冲击特性、极区含冰月壤的冲击钻进采样具有重要的参考意义。以玄武质模拟月壤制备的含冰月壤样本为研究对象,利用直径50 mm的分离式Hopkinson压杆测试装置,研究了不同负温、不同含水率在不同冲击荷载作用下模拟含冰月壤样本的动力学特性、动态破坏形态特征和能量耗散规律。结果表明:①当温度降低至-25℃、-45℃和-65℃,动应力-应变曲线初始增长时无压密阶段,负温对模拟月壤样本的变形特性有着显著影响;峰值动应力随温度的降低和冲击气压的增加而增大,表现出明显的温度效应和应变率效应;温度的降低使得冲击荷载所诱发的瞬态温升效应减弱;动态强度增长系数ηd和平均应变率保持着正相关关系,含水率对模拟含冰月壤ηd的影响较大。②在相同冲击荷载作用下,模拟含冰月壤的动态破坏机制主要为块状滑面粉碎破坏、脆性断裂破坏和剪切边界破坏。③模拟含冰月壤在冲击压缩破坏过程中入射能、反射能和吸收能均呈现先上升后不变的趋势,能量反射系数的增长变化与负温条件、冲击荷载大小有关,能量吸收率与平均应变率随破坏程度的增大而增大。 展开更多
关键词 模拟月壤 分离式hopkinson压杆 动力学特性 破坏机制 能量耗散
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被动围压条件下岩石材料冲击压缩试验研究 被引量：20
8
作者 平琦 马芹永 +1 位作者 卢小雨 袁璞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期55-59,共5页
为研究煤矿岩石材料被动围压条件下动态力学性能和变形破坏规律，利用50mm变截面分离式Hopkin-son压杆（SHPB）试验装置，对45＃钢质套筒环向约束状态下煤矿岩石试件进行了不同加载速率冲击压缩试验。试验结果表明：被动围压条件下SHP... 为研究煤矿岩石材料被动围压条件下动态力学性能和变形破坏规律，利用50mm变截面分离式Hopkin-son压杆（SHPB）试验装置，对45＃钢质套筒环向约束状态下煤矿岩石试件进行了不同加载速率冲击压缩试验。试验结果表明：被动围压条件下SHPB试验中，岩石试件的材料延性和抗破坏能力均得到增强，试件轴向应力是采用同种加载条件无围压SHPB试验时的1．2倍，破坏应变比无围压SHPB试验提高2～3倍，且径向应力随轴向应变增大总体呈上升趋势，试件破坏为压剪破坏模式，与无围压SHPB试验有所不同。 展开更多
关键词 岩石力学 被动围压 动态力学性能 冲击载荷 分离式hopkinson压杆(SHPB)
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人工冻土围压SHPB试验与冲击压缩特性分析 被引量：13
9
作者 马芹永 张经双 +1 位作者 陈文峰 袁璞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期637-640,共4页
利用分离式Hopkinson压杆(SHPB),以铝质套筒作为围压装置,分别研究温度为-8、-12、-16℃在不同应变率下的人工冻结黏土围压状态变形特征和轴向动态应力-应变关系。研究结果表明:在围压状态下,冻土呈黏塑性破坏特征;当人工冻结黏土温度为... 利用分离式Hopkinson压杆(SHPB),以铝质套筒作为围压装置,分别研究温度为-8、-12、-16℃在不同应变率下的人工冻结黏土围压状态变形特征和轴向动态应力-应变关系。研究结果表明:在围压状态下,冻土呈黏塑性破坏特征;当人工冻结黏土温度为-16℃、平均应变率分别为410、457、525、650、827 s-1时,其最大应力分别为10.76、12.18、14.27、20.24、23.34 MPa,最大应变分别为0.081 7、0.097 2、0.105 0、0.131 0和0.166 0,表现出较强应变率效应;-12℃和-16℃时在应变率为457 s-1下的最大应力分别为8.28 MPa和12.18 MPa;当应变率相同时,温度越低,最大应力越大,冻结黏土表现出较强的温度相关性。人工冻土的动力学特性为冻土开挖方法的研究提供依据。 展开更多
关键词 人工冻土 冻结黏土 分离式hopkinson压杆(SHPB) 试验 围压状态 应变率效应 温度效应
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短切碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的高温冲击压缩力学性能 被引量：6
10
作者 徐颖 郑志涛 +2 位作者 许维伟 袁璞 邵彬彬 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第14期98-103,共6页
采用先驱体浸渍裂解法(即PIP法)制备出3种不同短切碳纤维(C_(sf))体积分数的圆柱形短切碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_(sf)/SiC复合材料)试件,通过高温加热装置和自组装功能的霍普金森压杆装置对试件进行高温和动态荷载耦合作用下的冲击... 采用先驱体浸渍裂解法(即PIP法)制备出3种不同短切碳纤维(C_(sf))体积分数的圆柱形短切碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_(sf)/SiC复合材料)试件,通过高温加热装置和自组装功能的霍普金森压杆装置对试件进行高温和动态荷载耦合作用下的冲击压缩试验,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察C_(sf)/SiC复合材料断口形貌,对试件的破坏形态进行分析。试验结果表明,采用PIP法制备的C_(sf)/SiC复合材料试件中C_(sf)分布均匀,在外应力作用下C_(sf)/SiC复合材料试件发生破坏,碳纤维和碳纤维束与SiC基体脱粘被不断拔出。试件的抗压强度随C_(sf)体积含量的增加而呈现先增加后减小的变化趋势,C_(sf)体积含量为21%的试件抗压强度最高,为96.55 MPa。与常温相比,在高温压缩试验中随着复合材料试件平均温度的升高,C_(sf)/SiC复合材料试件破碎后的块度越来越大,整体性越来越好,当温度达到300℃时,C_(sf)体积含量对C_(sf)/SiC复合材料试件抗压强度的影响较小。 展开更多
关键词 短切碳纤维 单轴压缩 高温 冲击荷载 分离式hopkinson压杆(SHPB)
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岩石类脆性材料动态压剪耦合特性研究 被引量：5
11
作者 徐松林 周李姜 +2 位作者 黄俊宇 章超 胡时胜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期9-17,23,共10页
岩石具有复杂的细微观结构,其宏观力学性能表现出明显的加载路径敏感性和应变率效应。应用基于改进的SHPB装置,对花岗岩、大理岩和砂岩等三类岩石进行了五种倾角的准静态和动态压剪联合加载实验,较系统地讨论了与岩石应力应变关系曲线... 岩石具有复杂的细微观结构,其宏观力学性能表现出明显的加载路径敏感性和应变率效应。应用基于改进的SHPB装置,对花岗岩、大理岩和砂岩等三类岩石进行了五种倾角的准静态和动态压剪联合加载实验,较系统地讨论了与岩石应力应变关系曲线的拟线性阶段的斜率、破坏强度等有关的加载路径敏感性和应变率效应。结果表明:岩石的法向模量、切向模量和破坏强度都有明显的压剪耦合效应(即加载路径敏感性)和应变率效应;比较而言,法向模量对剪切应力的依赖性强于剪切模量对法向应力的依赖性。基于Drucker-Prager(D-P)准则和考虑压剪耦合效应的修正的DP准则拟合岩石的动静态破坏面,拟合结果表明:岩石的内黏聚力有一定的应变率效应,内摩擦角的应变率效应不明显;修正的D-P准则可以描述压剪耦合效应。并探讨了大理岩的后继屈服面和岩石应力应变关系的描述问题。此研究提供了一种确定岩石动态强度参数的方法,表明进行压剪联合加载实验研究有助于揭示复杂应力状态下岩石的动静态力学性能。 展开更多
关键词 冲击动力学 分离式hopkinson压杆(SHPB) 压剪复合加载 加载路径 岩石材料
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养护时间对胶结砂相似材料抗压性能的影响 被引量：12
12
作者 袁璞 徐颖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第13期200-204,共5页
为研究相似材料的合理养护时间、缩短物理相似模型试验周期、加快模型试验进度,对4种不同配比的胶结砂相似材料试件实施3种养护时间下的静态单轴压缩试验,并采用分离式Hopkinson压杆装置进行相应养护时间下的单轴冲击压缩试验。研究表明... 为研究相似材料的合理养护时间、缩短物理相似模型试验周期、加快模型试验进度,对4种不同配比的胶结砂相似材料试件实施3种养护时间下的静态单轴压缩试验,并采用分离式Hopkinson压杆装置进行相应养护时间下的单轴冲击压缩试验。研究表明,随着相似材料中胶结材料水化反应的进行,4种配比胶结砂相似材料的静、动态单轴抗压强度和纵波波速均随养护时间的延长而增加;且7 d到14 d增长速率较快,14 d到21 d增长速率较慢,合理的模型材料养护时间为14 d。在本次试验应变率条件下,胶结砂相似材料抗压强度动态增长因子和动态峰值应变随养护时间的延长而逐渐降低。砂灰比越小,相似材料中胶结材料越多,其静、动态单轴抗压强度越高,其抗压强度动态增长因子越小。 展开更多
关键词 相似材料 胶结砂 养护时间 分离式hopkinson压杆(SHPB) 抗压性能
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采用改进的SHPB方法对闭孔泡沫铝的动态压缩性能的研究 被引量：4
13
作者 李志武 许金余 +1 位作者 范飞林 苏灏扬 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第6期82-85,共4页
采用改进的分离式霍普金森压杆,分别对长度为10、16 mm的闭孔泡沫铝试件在不同应变率下进行了动态压缩试验,得出了相应的应力-应变曲线,分析了应变率对闭孔泡沫铝的变形、应力以及能量吸收性能的影响。结果表明:在340～1350s-1下,两组... 采用改进的分离式霍普金森压杆,分别对长度为10、16 mm的闭孔泡沫铝试件在不同应变率下进行了动态压缩试验,得出了相应的应力-应变曲线,分析了应变率对闭孔泡沫铝的变形、应力以及能量吸收性能的影响。结果表明:在340～1350s-1下,两组试件均未能完全压实,动态压缩应力-应变曲线只存在弹性区和屈服平台区,缺少致密区;闭孔泡沫铝的变形、应力以及能量吸收性能均有明显的应变率效应。 展开更多
关键词 闭孔泡沫铝 动态压缩性能 分离式hopkinson压杆 应变率效应
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水灰比对水泥砂浆高应变率下动态抗压力学性能影响的试验研究 被引量：6
14
作者 周继凯 严媛媛 +1 位作者 慕建磊 潘杨 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第14期3930-3935,共6页
为了研究水灰比对高应变率下水泥砂浆动态抗压力学性能的影响,利用分离式Hopkinsin压杆(SHPB)装置对不同水灰比(0.4、0.5和0.6)的水泥砂浆试件进行了单轴动态抗压试验研究;应变率范围为(39.4～209.4)s-1。同时进行了静态加载试验。试验... 为了研究水灰比对高应变率下水泥砂浆动态抗压力学性能的影响,利用分离式Hopkinsin压杆(SHPB)装置对不同水灰比(0.4、0.5和0.6)的水泥砂浆试件进行了单轴动态抗压试验研究;应变率范围为(39.4～209.4)s-1。同时进行了静态加载试验。试验结果表明,水泥砂浆的单轴抗压强度随着应变率的增大而增大,随水灰比增大,动态抗压强度值随应变率提高而增大的越缓慢;动态抗压强度提高因子DIF随应变率的增加而增大的速度随着水灰比的增加而降低。高应变率下,水泥砂浆试件的峰值压应变与极限压应变随着应变率的增大而增大,水灰比对峰值压应变值与极限压应变值的影响不大。 展开更多
关键词 水泥砂浆 水灰比 分离式hopkinson压杆(SHPB) 动态抗压力学性能
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考虑围压效应的冻结砂土动态本构模型研究 被引量：3
15
作者 马冬冬 汪鑫鹏 +3 位作者 马芹永 周志伟 杨毅 袁璞 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期30-38,共9页
为描述主动围压作用下冻结砂土的动态力学特性,通过在朱-王-唐模型的非线性体上串联塑性体,建立了能够考虑围压效应的冻结砂土动态损伤本构模型;分析了损伤参数对应力-应变曲线特征、屈服点、峰值应力和峰值应变的影响规律,基于冻结砂... 为描述主动围压作用下冻结砂土的动态力学特性,通过在朱-王-唐模型的非线性体上串联塑性体,建立了能够考虑围压效应的冻结砂土动态损伤本构模型;分析了损伤参数对应力-应变曲线特征、屈服点、峰值应力和峰值应变的影响规律,基于冻结砂土动力学试验数据确定了模型参数;通过将模型和试验数据进行对比,并对不同试验条件下模型的预测误差进行分析,验证了模型的适用性和准确性。结果表明,损伤参数对应力-应变曲线弹性阶段和屈服点无明显影响,而对塑性阶段和破坏阶段的影响较为显著,本构模型预测的应力-应变曲线与试验结果具有较好的一致性。模型能够预测围压引起冻结砂土塑性阶段占比大和屈服点明显的特征,且能够描述围压对冻结砂土动态强度的增强效应;不同负温和主动围压条件下,模型对峰值应力和屈服强度的预测效果优于峰值应变和屈服应变。 展开更多
关键词 冻结砂土 围压效应 分离式hopkinson压杆 动态本构模型 屈服强度
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灰岩和白云岩动态压缩力学性能的SHPB实验 被引量：10
16
作者 方正峰 邹飞 唐旭 《工程爆破》 2017年第1期21-28,共8页
为了得到爆破荷载作用下岩石的破坏特性及爆破振动波的传播特性,利用RMT-150C多功能实验机和改进后的ф50mm的分离式Hopkinson压杆装置,分别研究灰岩和白云岩试件的静态力学特性和在5种不同应变率等级下的动态力学性能。实验结果表明,... 为了得到爆破荷载作用下岩石的破坏特性及爆破振动波的传播特性,利用RMT-150C多功能实验机和改进后的ф50mm的分离式Hopkinson压杆装置,分别研究灰岩和白云岩试件的静态力学特性和在5种不同应变率等级下的动态力学性能。实验结果表明,随着平均应变率的增加,灰岩和白云岩试件的动态抗压强度、峰值应变、吸收能、比能量吸收值以及破碎程度都明显增加,表现出显著的应变率效应,而初始弹性模量对应变率的相关性不敏感。从岩石的动态抗压强度和能量吸收两个方面,对比分析灰岩和白云岩动态力学性能的共性和差异性,更合理地解释了岩石在动态冲击荷载下的破坏本质。 展开更多
关键词 分离式hopkinson压杆 平均应变率 动态抗压强度 峰值应变 吸收能 比能量吸收值
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高强混凝土动态压缩试验分析 被引量：10
17
作者 高光发 郭扬波 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期60-69,共10页
准确测量混凝土动态压缩性能及其应变率强化效应一直是冲击动力学研究领域的重点和难点之一。针对混凝土大口径SHPB实验,分析探讨了其中几个主要问题:应力均匀性问题、恒应变率问题和端面接触问题。研究表明:对于此次试验中混凝土试件而... 准确测量混凝土动态压缩性能及其应变率强化效应一直是冲击动力学研究领域的重点和难点之一。针对混凝土大口径SHPB实验,分析探讨了其中几个主要问题:应力均匀性问题、恒应变率问题和端面接触问题。研究表明:对于此次试验中混凝土试件而言,应力均匀性假设限制试验最大应变率小于166 s^(-1);杆和试件端面接触不平和接触不良使得测算出的杨氏模量和屈服强度明显小于实际值;在此基础上,给出了五步测试法和预应力法;利用复合整形技术实现了近似恒应变率加载。利用以上所发展和改进的技术得到了C110混凝土动静态应力应变曲线,结果显示,在试验范围内混凝土杨氏模量并没有应变率效应,其单轴压缩屈服强度与应变率对数呈线性正比关系,其唯象应变率强化因子为0.10。理论分析表明,大口径SHPB试验所得混凝土应变率效应是一种唯象效应,对于混凝土类压力敏感屈服材料而言,应该根据其屈服面方程对其进行校正,从而得到其本构方程中材料的应变率强化因子,分别利用Tresca屈服准则和K&C本构中屈服面方程对其进行校正,得到C110材料的真实应变率强化因子分别为0.015和0.038。 展开更多
关键词 分离式hopkinson压杆 应变率效应 混凝土 复合整形片 端面接触 应力均匀性
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PP/CF增强珊瑚砂水泥基复合材料冲击压缩力学性能研究 被引量：8
18
作者 郑志豪 任辉启 +3 位作者 龙志林 郭瑞奇 蔡洋 黎智健 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期59-71,共13页
在人工海水制备珊瑚砂水泥基复合材料中混杂加入碳纤维和聚丙烯纤维,得到4种不同纤维掺量的碳-聚丙烯混杂纤维增强珊瑚砂水泥基复合材料。采用直径100 mm的分离式Hopkinson压杆,对材料进行5种应变率下的冲击压缩试验,采用LS-DYNA进行相... 在人工海水制备珊瑚砂水泥基复合材料中混杂加入碳纤维和聚丙烯纤维,得到4种不同纤维掺量的碳-聚丙烯混杂纤维增强珊瑚砂水泥基复合材料。采用直径100 mm的分离式Hopkinson压杆,对材料进行5种应变率下的冲击压缩试验,采用LS-DYNA进行相应的冲击压缩数值模拟。结果表明:(1)试验应变率临界值为200 s^(−1),当试验应变率大于200 s^(−1)时,混杂碳纤维和聚丙烯纤维所形成的纤维网络对试块的增韧效果加强;(2)碳-聚丙烯混杂纤维增强珊瑚砂水泥基复合材料峰值应力具有明显的应变率效应,且动态增强因子对应变率的敏感程度较高;(3)使用珊瑚砂细骨料导致试块内微裂纹和微空洞等缺陷较多,在珊瑚砂水泥基复合材料内混杂掺加碳纤维和聚丙烯纤维后,试块冲击抗压强度的提升有限,但珊瑚砂水泥基复合材料的抗冲击韧性显著提升;(4)通过试验数据和参数调试确定了HJC模型的参数,试块峰值应力的模拟结果与试验结果的误差在5.97%以内。 展开更多
关键词 碳纤维 聚丙烯纤维 珊瑚砂水泥基复合材料 分离式hopkinson压杆 冲击压缩力学性能 LS-DYNA
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预制裂隙冻结黏土单轴冲击压缩试验与分析 被引量：4
19
作者 黄坤 马芹永 马冬冬 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第25期224-229,共6页
为研究裂隙对冻结黏土动态力学性能的影响,制作了不同位置、不同条数、不同长度和倾角的预制裂隙冻土试样,利用Ф50 mm杆径的分离式Hopkinson压杆装置进行了不同预制裂隙冻结黏土的冲击压缩试验。研究表明,侧面预制裂隙对人工冻结黏土... 为研究裂隙对冻结黏土动态力学性能的影响,制作了不同位置、不同条数、不同长度和倾角的预制裂隙冻土试样,利用Ф50 mm杆径的分离式Hopkinson压杆装置进行了不同预制裂隙冻结黏土的冲击压缩试验。研究表明,侧面预制裂隙对人工冻结黏土试样动态抗压强度和弹性模量的弱化程度要大于端面预制裂隙,当侧面预制裂隙倾角垂直时,试样的强度劣化系数最大,弹性模量最小,分别为25.99%、172 MPa;端面裂隙条数为1～2条时强度劣化系数增长幅度较为明显,侧面裂隙条数为1～2条时增幅较小,弹性模量随裂隙条数的增加逐渐减小。当端面裂隙长度为8 mm、12 mm和16 mm时,强度劣化系数分别为0.47%、7.97%、22.22%,弹性模量分别降低了3.59%、15.69%、44.77%,随着裂隙长度的增大,冻土抵抗破坏的能力变弱。 展开更多
关键词 冻结黏土 裂隙 分离式hopkinson压杆 强度劣化系数
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1-3型水泥基压电复合材料在冲击载荷下的电学响应 被引量：5
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作者 徐先洋 钱霖 +1 位作者 张峰 陈江瑛 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2017年第3期433-436,441,共5页
采用切割-浇注法制备1-3型水泥基压电复合材料,并利用分离式霍普金森压杆测量装置(SHPB),对PZT5压电陶瓷和1-3型水泥基压电复合材料在冲击载荷作用下的力电响应进行实验研究与分析。研究表明:在冲击载荷作用下,PZT5压电陶瓷和1-3型水泥... 采用切割-浇注法制备1-3型水泥基压电复合材料,并利用分离式霍普金森压杆测量装置(SHPB),对PZT5压电陶瓷和1-3型水泥基压电复合材料在冲击载荷作用下的力电响应进行实验研究与分析。研究表明:在冲击载荷作用下,PZT5压电陶瓷和1-3型水泥基压电复合材料的电位移与应力具有较好的动态响应;在相同荷载作用下,两者的电位移随应变率的增加而增加,且产生相同应变所对应的应力值也随着应变率的增加而增加,表现出"率相关"的材料特征。 展开更多
关键词 1-3型水泥基压电复合材料 分离式霍普金森压杆测量装置(SHPB)技术 PZT压电陶瓷 力电响应
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