高温霍普金森拉杆实验技术研究进展 被引量：4

1

作者 李尚昆 胡文军 +3 位作者 徐伟芳 黄西成 谢若泽 陈军红 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第10期35-42,共8页

高温霍普金森拉杆(SHTB)技术被认为是一种测试材料在高温、102~104 s–1应变率范围内力学性能行之有效的手段。从拉伸波的产生方式、高温动态拉伸实验方法、试样的连接方式和尺寸等方面,对现有的高温SHTB实验技术进行总结和评述,认为其... 高温霍普金森拉杆(SHTB)技术被认为是一种测试材料在高温、102~104 s–1应变率范围内力学性能行之有效的手段。从拉伸波的产生方式、高温动态拉伸实验方法、试样的连接方式和尺寸等方面,对现有的高温SHTB实验技术进行总结和评述,认为其关键在于解决高温对波导杆的影响。现有的方案主要是通过快速加热或快速组装的方式来缩短高温试件与波导杆接触的时间,从而减小波导杆上的温度梯度。在介绍分析两种方案后认为:局部快速加热方法易于实现,但实验中试件的温度一般不超过800℃;快速组装方法实现的实验温度可达1 200℃,但需要一套较为复杂的气动装置。 展开更多

关键词 高温霍普金森拉杆 高温 实验技术 快速自组装系统

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猪后腿肌肉的动态拉伸性能 被引量：9

2

作者 王宝珍 郑宇轩 胡时胜 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期449-455,共7页

利用生物材料试验机和套管式高聚物霍普金森拉杆装置,试验得到了猪后腿肌肉在宽应变率范围(0.02～2100s-1)内沿纤维方向和垂直纤维方向的拉伸应力应变曲线。编写程序对动态试验中高聚物杆波的弥散和衰减效应进行了修正。对试验结果采用... 利用生物材料试验机和套管式高聚物霍普金森拉杆装置,试验得到了猪后腿肌肉在宽应变率范围(0.02～2100s-1)内沿纤维方向和垂直纤维方向的拉伸应力应变曲线。编写程序对动态试验中高聚物杆波的弥散和衰减效应进行了修正。对试验结果采用了1维方差统计分析,结果发现:应变率从0.02s-1上升到2100s-1,肌肉在2个加载方向上流动应力都显著提高,即具有明显的应变率效应;低应变率下,纤维方向的极限强度比垂直纤维方向的大,而破坏应变无显著不同,准静态应力应变曲线的形状与其他软组织类似,开始为"足趾"区,后进入线性区,接着又有1段非线性区,最后达到极限强度,试样逐渐破坏;高应变率下,应力应变曲线无"足趾区",这是因为组织中的螺旋结构来不及伸直所致。垂直纤维方向比纤维方向有更高的初始模量,但随应变增加,两者流动应力无显著差别,且纤维方向流动应力有逐渐高于垂直纤维方向的趋势。 展开更多

关键词 固体力学 力学性能 套管式霍普金森拉杆 软组织 应变率 纤维方向

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碳化硅与聚脲纳米复合材料拉伸力学性能和本构模型 被引量：4

3

作者 刘强 陈鹏万 +2 位作者 苏健军 李芝绒 张玉磊 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1238-1249,共12页

聚脲作为一种涂层或夹层材料被用在爆炸冲击领域,对目标结构具有良好的防护作用。为研究聚脲材料的力学性能,利用万能试验机和分离式霍普金森拉杆试验装置对聚脲材料分别进行准静态和动态拉伸加载试验。得到碳化硅与聚脲纳米复合材料在... 聚脲作为一种涂层或夹层材料被用在爆炸冲击领域,对目标结构具有良好的防护作用。为研究聚脲材料的力学性能,利用万能试验机和分离式霍普金森拉杆试验装置对聚脲材料分别进行准静态和动态拉伸加载试验。得到碳化硅与聚脲纳米复合材料在低应变率(0.001~0.1 s-1)和高应变率(1260~4500 s-1)范围内的真应力-真应变曲线,并分析了应变率强化效应和纳米碳化硅颗粒含量对聚脲力学性能的影响。结合超弹性理论构建了含有应变率效应的准静态和动态本构模型,对试样的模型参数进行了拟合。结果表明:应变率越高,试样的流动应力越大,且动态加载下的流动应力要显著大于准静态,表现出明显的应变率强化效应;碳化硅与聚脲纳米复合材料的力学性能优于纯聚脲材料;碳化硅与聚脲纳米复合材料流动应力与相对应变率的对数在一定应变率范围内基本上满足线性关系;通过对聚脲动态拉伸力学性能数值模拟,仿真结果和试验结果吻合性很好,验证了拉伸试验应力-应变结果的准确性;本构模型拟合结果和试验结果吻合较好,说明所构建的本构模型能够较好地描述碳化硅与聚脲纳米复合材料的力学行为。 展开更多

关键词 碳化硅 聚脲 纳米复合材料 霍普金森拉杆 拉伸力学性能 应变率 本构模型

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动态拉伸实验数据处理方法的改进及应用 被引量：6

4

作者 王瑞峰 卢芳云 +1 位作者 林玉亮 陈荣 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期31-34,共4页

通过对反射式霍普金森拉杆实验技术进行分析,发现加载杆和承压环之间配合不够紧密时,在加载波到达承压环处可能出现影响实验结果的干扰信号。为了修正实验测试结果,编写了带有修正功能的实验数据处理程序对实验数据进行修正处理。利用... 通过对反射式霍普金森拉杆实验技术进行分析,发现加载杆和承压环之间配合不够紧密时,在加载波到达承压环处可能出现影响实验结果的干扰信号。为了修正实验测试结果,编写了带有修正功能的实验数据处理程序对实验数据进行修正处理。利用带修正功能的数据处理程序对一种铝合金的动态拉伸实验结果处理,结果表明,新的数据处理程序得到的结果是合理的。 展开更多

关键词 霍普金森拉杆 动态拉伸实验 数据处理

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一种基于SHTB的Ⅱ型动态断裂实验技术 被引量：6

5

作者 邹广平 谌赫 唱忠良 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期117-125,共9页

冲击剪切载荷作用下动态断裂韧性的测定是材料力学性能和断裂行为研究中重要组成部分.为了测定材料的Ⅱ型动态断裂韧性,许多学者采用不同的试样与实验方法进行了实验,但限于实验条件,裂纹断裂模式往往是I+Ⅱ复合型,而不是纯Ⅱ型,因而不... 冲击剪切载荷作用下动态断裂韧性的测定是材料力学性能和断裂行为研究中重要组成部分.为了测定材料的Ⅱ型动态断裂韧性,许多学者采用不同的试样与实验方法进行了实验,但限于实验条件,裂纹断裂模式往往是I+Ⅱ复合型,而不是纯Ⅱ型,因而不能准确测得材料的Ⅱ型动态断裂韧性.鉴于此,本文基于分离式霍普金森拉杆(split Hopkinson tension bar,SHTB)实验技术,提出一种改进的紧凑拉伸剪切(modified compact tension shear,MCTS)试样,通过夹具对MCTS试样施加约束,从而保证试样按照纯Ⅱ型模式断裂.采用实验-数值方法对MCTS试样动态加载过程进行分析,将实验测得的波形输入有限元软件ANSYS-LSDYNA,得到了裂纹尖端应力强度因子-时间曲线,并与紧凑拉伸剪切(compact tension shear,CTS)试样进行了对比.同时采用数字图像相关法进行了实验,验证了有限元分析结果.结果表明,MCTS试样在整个加载过程中K_I K_Ⅱ,裂纹没有张开;而CTS试样在同样的加载过程中K_I>K_Ⅱ,出现裂纹张开现象.这说明MCTS试样能够准确地测定材料的Ⅱ型动态断裂韧性,为材料动态力学测试提供了一种有效的实验技术. 展开更多

关键词 动态加载技术 改进的紧凑拉伸剪切试样 分离式霍普金森拉杆 II型动态断裂韧性 应力强度因子 数字图像相关法

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PBX一维动态拉伸性能实验研究 被引量：1

6

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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基于CT试样的动态断裂韧性尺寸影响因素试验研究 被引量：1

7

作者 邹广平 吴松阳 +3 位作者 闫安石 李寅辰 张志俊 唱忠良 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1326-1331,共6页

为研究紧凑拉伸(Compact Tensile,CT)试样尺寸对动态断裂韧性试验的影响,使用分离式霍普金森拉杆(Split Hopkinson Tie Bar,SHTB)装置对2A12T4铝合金CT试样进行了动态断裂测试,通过数字散斑相关法(Digital Speckle Correlation Method,D... 为研究紧凑拉伸(Compact Tensile,CT)试样尺寸对动态断裂韧性试验的影响,使用分离式霍普金森拉杆(Split Hopkinson Tie Bar,SHTB)装置对2A12T4铝合金CT试样进行了动态断裂测试,通过数字散斑相关法(Digital Speckle Correlation Method,DSCM)计算了试样的动态断裂韧性,并对比应变片法计算结果说明了此种方法的正确性。研究试件的不同大小和加载孔位置对动态断裂韧性的影响,研究结果表明,W/B的值越小,CT试样动态断裂韧性值越小且降低的趋势逐渐变缓,对于W/B值相同的不同尺寸试样,其动态断裂韧性差距很小,改变加载圆孔圆心距对动态断裂韧性试验结果影响较小。 展开更多

关键词 紧凑拉伸试样 数字散斑相关法 动态加载 断裂韧性 霍普金森拉杆

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地震作用下岩石裂纹扩展角度研究 被引量：2

8

作者 高丙丽 曹孝杰 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第5期980-987,共8页

为研究地震作用下岩石动态开裂的复杂问题,基于最大周向应力准则,考虑非奇异应力三分量及地震作用,推导出了适用于地震作用下的裂纹扩展角度判据;采用霍普金森拉杆试验结果对修正裂纹扩展角度判据可靠性进行验证,针对验证过程中样本数... 为研究地震作用下岩石动态开裂的复杂问题,基于最大周向应力准则,考虑非奇异应力三分量及地震作用,推导出了适用于地震作用下的裂纹扩展角度判据;采用霍普金森拉杆试验结果对修正裂纹扩展角度判据可靠性进行验证,针对验证过程中样本数较少的情况,基于贝叶斯理论,开发了岩石领域小样本问题后验分布估计程序,并采用该程序进一步验证修正裂纹扩展角度判据的可靠性。结果表明:在霍普金森拉杆试验中,MCTS试样可以通过施加位移约束,实现可控模式复合比的复合型加载;最大周向应力判据、修正最大周向应力判据对霍普金森拉杆试验中的MCTS试样裂纹扩展角度预测值平均误差分别为1.6°、1.37°;以试验值、最大周向应力判据预测值、修正最大周向应力判据预测值为基础数据运行Gibbs算法分别进行十万次迭代,求得这三种情况下的裂纹扩展角度均值分别为50.64°、48.96°、49.45°,修正最大周向应力判据与最大周向应力判据相比,其预测误差由3.32%降低到了2.35%,表明其在地震作用下具有良好的适用性。研究对地震作用下的边坡危岩减抗震设计及其风险控制具有重要意义。 展开更多

关键词 地震作用 非奇异应力 裂纹扩展 霍普金森拉杆 贝叶斯理论

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基于显式算法的改进型SHTB实验模型研究

9

作者 张君发 鞠玉涛 +1 位作者 王蓬勃 许进升 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2014年第2期593-597,共5页

为满足复合材料的高应变率拉伸测试,对杆径为30mm分离式霍普金森拉杆实验装置进行改进。入射杆撞击端安装带螺纹的法兰用来生成拉伸波,在入射杆和透射杆与试件连接处采用两个带螺纹的试件接头装夹试件。基于ABAQUS显式算法数值仿真技术... 为满足复合材料的高应变率拉伸测试,对杆径为30mm分离式霍普金森拉杆实验装置进行改进。入射杆撞击端安装带螺纹的法兰用来生成拉伸波,在入射杆和透射杆与试件连接处采用两个带螺纹的试件接头装夹试件。基于ABAQUS显式算法数值仿真技术对改进后装置应力波的一维性以及试件应力均匀性进行研究。实验结果表明,改进后的装置更加有利于加工方便;试件的加工和装夹更加快捷,缩短了实验周期;改进后的装置模型满足SHTB实验一维应力波假设和试件应力均匀假设,能够满足复合材料高应变率拉伸实验要求。 展开更多

关键词 高应变率 分离式霍普金森拉杆 数值仿真 一维应力波 应力均匀

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Ti-5553合金动态拉伸下的力学性能及微结构变化 被引量：5

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作者 代华湘 王琳 +1 位作者 王丁 刘安晋 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期84-88,共5页

为研究Ti-5553合金在高应变率载荷下的动态响应和微结构变化,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)和霍普金森拉杆(SHTB)装置对Ti-5553合金分别进行单纯SHTB加载和SHPB+SHTB加载,采用光学显微镜和扫描电子显微镜对加载后的试样进行观察,分析其... 为研究Ti-5553合金在高应变率载荷下的动态响应和微结构变化,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)和霍普金森拉杆(SHTB)装置对Ti-5553合金分别进行单纯SHTB加载和SHPB+SHTB加载,采用光学显微镜和扫描电子显微镜对加载后的试样进行观察,分析其显微组织和断口形貌,并结合定量金相分析方法进行相关计算。结果表明:SHPB加载和SHTB加载均会使Ti-5553合金发生应力诱发马氏体相变;Ti-5553合金在SHPB加载发生应力诱发马氏体相变之后再进行SHTB加载时,发生应力诱发马氏体相变的能力受到抑制;Ti-5553合金在SHPB加载后,材料的变形抗力降低,SHPB加载后再采用SHTB加载与单纯SHTB加载相比,材料的塑性变差、抗拉强度降低。 展开更多

关键词 钛合金 分离式霍普金森压杆 分离式霍普金森拉杆 应力诱发马氏体 定量金相

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应变速率对TA7钛合金包辛格效应的影响

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作者 郭滔 房子建 +1 位作者 汪洋 李子然 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期73-81,共9页

基于动态加卸载实验技术,采用自主研制的旋转盘式霍普金森拉杆和压杆实验装置对TA7钛合金进行了应变速率为300 s~(-1)的拉伸-卸载-压缩和压缩-卸载-拉伸实验,研究了包辛格效应的应变速率相关性。根据TA7钛合金屈服行为的拉伸-压缩不对... 基于动态加卸载实验技术,采用自主研制的旋转盘式霍普金森拉杆和压杆实验装置对TA7钛合金进行了应变速率为300 s~(-1)的拉伸-卸载-压缩和压缩-卸载-拉伸实验,研究了包辛格效应的应变速率相关性。根据TA7钛合金屈服行为的拉伸-压缩不对称特征,提出了包辛格效应应力参数,对TA7钛合金在不同预应变量、加载方式和循环周次下的包辛格效应进行表征。实验结果表明,高应变速率加载下TA7钛合金的包辛格效应比准静态加载下小;预拉伸加载下的包辛格效应弱于预压缩加载下的包辛格效应,但两种加载方式下的包辛格效应都随着预应变量的增加而减小;循环周次对TA7钛合金的高应变速率和准静态加载下的包辛格效应具有不同影响。 展开更多

关键词 TA7钛合金 包辛格效应 应变速率 霍普金森拉杆

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LIGA镍材料温度相关的动态力学特性研究 被引量：1

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作者 王亚军 顾克禹 +1 位作者 王俊 李永彬 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期32-38,共7页

用小型霍普金森杆及微型温度箱对LIGA镍材料温度相关的动态力学特性进行研究。结果表明:得到其在不同温度下的动态应力-应变曲线、LIGA镍材料温度相关的动态特性参数;LIGA镍材料的应变率强化效应和热软化效应研究得到LIGA镍材料的动态... 用小型霍普金森杆及微型温度箱对LIGA镍材料温度相关的动态力学特性进行研究。结果表明:得到其在不同温度下的动态应力-应变曲线、LIGA镍材料温度相关的动态特性参数;LIGA镍材料的应变率强化效应和热软化效应研究得到LIGA镍材料的动态参数随应变率增大而增大,随温度升高而减小;构建了LIGA镍材料的J-C本构模型,为LIGA镍材料在MEMS中应用提供理论依据。 展开更多

关键词 LIGA镍材料 小型霍普金森拉杆装置 温度箱 温度相关的动态力学特性 本构模型

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