基于霍普金森压杆试验研究闭孔泡沫铝的动态压缩力学性能 被引量：1

1

作者 张晓忠 曾斌 +2 位作者 徐戎 王静 金峰 《机械工程材料》 北大核心 2025年第4期69-74,共6页

结合波形整形技术,根据弹长调试和整形器调试结果改进常规霍普金森压杆试验装置,研究了不同密度(0.48,0.61,0.70 g·cm^(-3))闭孔泡沫铝在应变速率150,700,1 400 s^(-1)下的动态压缩力学性能。结果表明:增加弹长可以在获得较大变形... 结合波形整形技术,根据弹长调试和整形器调试结果改进常规霍普金森压杆试验装置,研究了不同密度(0.48,0.61,0.70 g·cm^(-3))闭孔泡沫铝在应变速率150,700,1 400 s^(-1)下的动态压缩力学性能。结果表明:增加弹长可以在获得较大变形的同时实现应变速率的下降,故选用3 m长子弹与4 m长入射杆和透射杆;相比无整形器时,使用直径为20 mm的6层瓦楞纸板整形器后,试样波形持续时间和上升沿时间较长,且在208μs后就基本达到应力均匀性要求;随着应变速率增加或密度增加,闭孔泡沫铝的压溃应力、屈服强度和平台应力均增大,动静态屈服强度比与相对应变速率(相对于准静态应变速率0.001 s-1)成近似幂函数关系,呈现一定的应变速率效应。 展开更多

关键词 闭孔泡沫铝 霍普金森压杆试验 压缩力学性能 应变速率效应

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应用霍普金森压杆试验分析柠条动态力学特性 被引量：1

2

作者 李春东 张家宁 +1 位作者 曹丽英 张晓礼 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期102-106,共5页

为研究柠条的动态力学特性,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对柠条的横纹、顺纹试件进行动态压缩试验。通过改变驱动气压,使撞击杆分别以12、19、26 m·s^(-1)的初速度对入射杆撞击,比较不同应变率时,柠条试件的应力表现、破坏形... 为研究柠条的动态力学特性,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对柠条的横纹、顺纹试件进行动态压缩试验。通过改变驱动气压,使撞击杆分别以12、19、26 m·s^(-1)的初速度对入射杆撞击,比较不同应变率时,柠条试件的应力表现、破坏形态。结果表明:在相同的冲击能作用时,柠条顺纹试件的动态屈服应力强于横纹试件;随着应变率的提升,顺纹试件的动态屈服强度变化程度高于横纹试件,且应变率效应亦强于横纹试件。由动态应力-应变特性可知,柠条横纹试件经历弹性变形和弱强化两个阶段,顺纹试件经历弹性变形和压溃两个阶段。对柠条横纹试件动态屈服点后的应力-应变特性曲线,采用修正后的Johnson-Cook(J-C)本构模型进行拟合,获得良好的拟合度。 展开更多

关键词 柠条 霍普金森压杆试验 顺纹 横纹 动态力学特性

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霍普金森试验下沙柳顺纹动态力学特性分析 被引量：4

3

作者 段明泽 刘志刚 +3 位作者 李国良 裴承慧 张少勇 冀振 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期52-56,共5页

为研究沙柳顺纹方向的动态力学特性,利用分离式霍普金森压杆试验技术对沙柳顺纹浸泡材、生材和气干材的动态力学性能进行研究,分析应变率效应对试件动态力学性能的影响。将不同类型的沙柳顺纹试件在平均应变率为300,500和800 s-1条件下... 为研究沙柳顺纹方向的动态力学特性,利用分离式霍普金森压杆试验技术对沙柳顺纹浸泡材、生材和气干材的动态力学性能进行研究,分析应变率效应对试件动态力学性能的影响。将不同类型的沙柳顺纹试件在平均应变率为300,500和800 s-1条件下的动态屈服应力进行了比较并分析了原因,阐述了沙柳顺纹试件在动态压缩试验中的阶段特性,得到了3组试件分别在不同平均应变率条件下的破坏形态并分析了其形成原因。对试验结果分析后发现,沙柳顺纹方向具有较明显的应变率效应。在同一平均应变率条件下,沙柳顺纹材的动态屈服应力依次为浸泡材<生材<气干材。沙柳顺纹方向的动态应力-应变响应特性可分为弹性变形、塑性坍塌和失稳压溃3个阶段。3组沙柳顺纹试件在较高平均应变率的冲击载荷作用下均被压溃形成细小的片状碎屑,但是由于浸泡材和生材中的水分与纤维之间的摩擦力作用,使这两组试件中的细小片状碎屑仍黏在一起,未出现散落现象。 展开更多

关键词 沙柳 顺纹 霍普金森压杆试验 动态力学特性 动态屈服应力

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早龄期喷射混凝土冲击动力学响应及损伤演化试验研究

4

作者 马俊 谢全民 +3 位作者 万鹏 孙热 章逸锋 彭磊 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期176-183,206,共9页

为研究冲击荷载下早龄期喷射混凝土动力学响应及损伤特征,基于霍普金森压杆对早龄期喷射混凝土开展不同冲击速度下动态压缩试验,分析其动力学特征;采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术分析其冲击过程中位移场变化及能... 为研究冲击荷载下早龄期喷射混凝土动力学响应及损伤特征,基于霍普金森压杆对早龄期喷射混凝土开展不同冲击速度下动态压缩试验,分析其动力学特征;采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术分析其冲击过程中位移场变化及能量演化特征。研究表明:随应变率增加,早龄期喷射混凝土峰值应力、峰值应变和动态弹性模量随之增加,且不同龄期喷射混凝土存在差异;冲击扰动下早龄期喷射混凝土裂纹发育错综复杂,劣化区域破碎,位移场从连续向不连续发展,且不同龄期喷射混凝土能量演化特征呈现明显变化。研究成果揭示了早龄期喷射混凝土在冲击荷载下的损伤特征,具有重要的理论意义和工程推广应用前景。 展开更多

关键词 早龄期 喷射混凝土 分离式霍普金森压杆冲击试验 数字图像相关(DIC)法 损伤演化

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FDM-DEM耦合方法模拟月壤水冰模拟物的SHPB冲击试验

5

作者 李云丽 杨振睿 吴文平 《计算力学学报》 北大核心 2025年第1期19-25,共7页

全球对月球的探索在近几年再次掀起一阵热潮,下一阶段的探月任务主要集中于对月球极地的取样与资源勘探,涉及月球极地水冰模拟物大量动力学问题的研究。本文采用有限差分法(FDM)与离散元法(DEM)的耦合方法,开展了月壤水冰模拟物的分离... 全球对月球的探索在近几年再次掀起一阵热潮,下一阶段的探月任务主要集中于对月球极地的取样与资源勘探,涉及月球极地水冰模拟物大量动力学问题的研究。本文采用有限差分法(FDM)与离散元法(DEM)的耦合方法,开展了月壤水冰模拟物的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验模拟,研究了月壤水冰模拟物在冲击载荷下的动力学性能及损伤特性。通过与试验结果对比,发现本文提出的FDM-DEM模型能够很好模拟月壤水冰模拟物的SHPB冲击测试。获得了月壤水冰模拟物峰值强度与应变率的关系,发现月壤水冰模拟物表现出应变率增强效应,即应变率越高,峰值应力越大,这与砂土的应变率不敏感性存在明显差异。冲击过程中,试样的损伤随着冲击速度的增加而增大,但损伤持续时间变短。损伤裂纹首先出现在试样与压杆的交界处,随着试样的压实,试样内部产生裂纹,最终内外部裂纹相互扩展交汇,直至破坏。研究结果为深入理解月球极地月壤水冰模拟物的动力学性能和失效行为提供了重要的参考。 展开更多

关键词 月壤水冰模拟物 分离式霍普金森压杆(SHPB)试验 FDM-DEM耦合 动态冲击特性 破坏形态

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玄武岩纤维活性粉末混凝土动态力学性能试验研究 被引量：1

6

作者 齐子蛟 吕博洋 +1 位作者 方雅楠 李海艳 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期400-407,共8页

为揭示玄武岩纤维活性粉末混凝土(BFRPC)的动态力学性能,针对长度分别为6 mm和12 mm的纤维,分别成型了纤维体积掺量为0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%的玄武岩纤维活性粉末混凝土试件,并采用Φ50mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置进... 为揭示玄武岩纤维活性粉末混凝土(BFRPC)的动态力学性能,针对长度分别为6 mm和12 mm的纤维,分别成型了纤维体积掺量为0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%的玄武岩纤维活性粉末混凝土试件,并采用Φ50mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置进行BFRPC冲击压缩试验,获得BFRPC应力-应变曲线,研究玄武岩纤维体积掺量和冲击应变率对BFRPC动态抗压强度、临界应变、动态强度增长因子、动态弹性模量和韧性的影响。基于BFRPC动态应力-应变曲线和Z-W-T模型,建立BFRPC动态损伤本构模型。研究结果表明:玄武岩纤维的掺入能显著提高活性粉末混凝土(RPC)的抗变形和吸能能力,BFRPC的动态抗压强度等力学性能随着平均应变率的增大而近似线性增长;长度为6 mm的纤维对BFRPC抗冲击性能的提高效果更好,玄武岩纤维最优掺量为0.2%;动态损伤模型计算的应力-应变曲线与试验结果相符,适用于BFRPC抗冲击设计。研究结论为玄武岩纤维活性粉末混凝土的应用提供理论参考。 展开更多

关键词 活性粉末混凝土 玄武岩纤维 动态力学性能 应变率 分离式霍普金森压杆试验

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循环荷载作用下石灰岩动态力学响应特征与损伤演化机制 被引量：1

7

作者 雷小磊 汪海波 +2 位作者 段继超 王梦想 吕闹 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期30-40,57,共12页

为了探究循环荷载作用下石灰岩力学性能以及损伤演化机理,开展了一系列室内试验、理论分析和数值模拟。首先,对石灰岩实施了分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)单次与等幅循环冲击试验,并结合Weibull损伤理论构建... 为了探究循环荷载作用下石灰岩力学性能以及损伤演化机理,开展了一系列室内试验、理论分析和数值模拟。首先,对石灰岩实施了分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)单次与等幅循环冲击试验,并结合Weibull损伤理论构建动载损伤演化模型,并利用ANSYS/LSDYNA软件对石灰岩开展循环爆破数值模拟。结果显示,单次冲击作用下,冲击气压升高导致石灰岩峰值应力增大、屈服应变增加;循环冲击作用下,随着冲击气压从0.15 MPa升至0.30 MPa,试件破裂所需冲击次数逐渐减少,由13次减至3次;随着冲击次数增加,试件屈服应变增大,弹性模量、峰值应力降低,累积损伤近1时发生破坏;爆破次数增加,模型炮孔周边的粉碎区域扩大,主裂纹持续扩展,损伤不断累积。本研究定义的损伤变量实现了对循环冲击荷载作用下累积损伤演化全过程完整统一的描述,建立的爆破荷载作用下岩石损伤表达式有效揭示了单次爆破过程中岩石损伤分布特性,符合工程爆破理论体系,能够为工程爆破作业提供重要参考。 展开更多

关键词 分离式霍普金森压杆(SHPB)试验 循环冲击 数值模拟 循环爆破 累积损伤

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高温后砂岩动力特性应变率效应的试验研究 被引量：21

8

作者 李明 茅献彪 +2 位作者 曹丽丽 茅蓉蓉 陶静 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3479-3488,共10页

利用MTS652.02高温炉与φ50 mm分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统,对800℃加热后的砂岩试样进行单轴冲击压缩试验,分析17.904~62.600 s-1应变率范围内砂岩动力特性的变化规律。结果表明：800℃后砂岩动态应力-应变曲线大致经历压密、... 利用MTS652.02高温炉与φ50 mm分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统,对800℃加热后的砂岩试样进行单轴冲击压缩试验,分析17.904~62.600 s-1应变率范围内砂岩动力特性的变化规律。结果表明：800℃后砂岩动态应力-应变曲线大致经历压密、近似线弹性变形、微裂纹演化、裂纹非稳定扩展、应变软化以及卸载6个阶段;随着应变率提高,砂岩动态弹性模量、峰值应力随应变率的提高基本呈对数形式逐渐增加,峰值应变近似呈对数形式逐渐降低;较低应变率下,砂岩破坏为典型的张拉破坏,随着应变率的升高,剪切破裂面所占比例逐渐升高,砂岩破坏型式具有从张拉破坏向剪切破坏的变化趋势;800℃热处理后,砂岩破坏程度随应变率的提高逐渐提高,并且高应变率下破坏程度的应变率敏感性更加显著。 展开更多

关键词 岩石力学 高温 动力特性 应变率效应 分离式霍普金森压杆试验系统

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布立冈型螺旋纤维仿生复合材料动静态力学行为

9

作者 杨帆 秦子尚 +3 位作者 李达诚 胡兆财 解维华 孟松鹤 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期254-264,共11页

节肢动物外骨骼中发现的布立冈结构已被证实是提升其动态力学性能的关键。借助结构仿生概念开展纤维增强复合材料微结构设计有望为高性能航天材料提供创新解决途径与思路。通过制备不同构型的层合板材料,借助霍普金森压杆、力学试验机... 节肢动物外骨骼中发现的布立冈结构已被证实是提升其动态力学性能的关键。借助结构仿生概念开展纤维增强复合材料微结构设计有望为高性能航天材料提供创新解决途径与思路。通过制备不同构型的层合板材料,借助霍普金森压杆、力学试验机等试验技术对比研究了布立冈型仿生材料与准各向同性铺层材料的动静态力学行为。试验结果表明:随着应变率的提高(≮1850 s^(-1)),小螺旋角能够将其韧性提升至少17.4%;准静态压缩下其能量吸收能力达到21.25 J/g,相比准各向同性构型提升至少42.4%,这些都可以归因于布立冈构型试样所展出的塑性强化能力。落锤冲击仿真与试验结果进一步表明,仿生构型能够获得极佳的能量耗散与冲击防护特性。 展开更多

关键词 仿生复合材料 布立冈结构 霍普金森压杆试验 结构仿生 力学性能

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喷层混凝土-围岩组合体的循环冲击压缩试验研究 被引量：7

10

作者 郭东明 闫鹏洋 +3 位作者 张英实 张伟 丁莹莹 赵黎明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期105-111,共7页

针对巷(隧)道爆破开挖施工中,喷层混凝土和围岩黏结面近区双层介质动态力学问题,利用Φ75 mm SHPB试验装置,对龄期为3 d,7 d,10 d的混凝土-岩石组合体试件进行不同冲击气压的循环冲击试验。结果表明,早龄期混凝土对组合体试件的动力特... 针对巷(隧)道爆破开挖施工中,喷层混凝土和围岩黏结面近区双层介质动态力学问题,利用Φ75 mm SHPB试验装置,对龄期为3 d,7 d,10 d的混凝土-岩石组合体试件进行不同冲击气压的循环冲击试验。结果表明,早龄期混凝土对组合体试件的动力特性影响较大,在0.52 MPa冲击气压下,循环冲击2次后,组合体试件力学特性由塑性转变为脆性,峰值应变减小,弹性模量增大,随着循环冲击次数的增加,组合体试件力学性能被劣化,峰值应变增大,弹性模量降低;循环冲击后,混凝土与岩石端面均出现张拉损伤裂纹,混凝土损伤较岩石严重。对比0.54 MPa和0.56 MPa试验结果,发现试件耗散能与损伤值呈负相关关系,低入射能条件下组合体试件损伤更小,这对现场施工具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 喷层混凝土-围岩组合体 霍普金森压杆试验装置 循环冲击 动力特性 累计损伤

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反复一维冲击下钙质砂动力特性SHPB试验研究 被引量：5

11

作者 戴国亮 欧阳浩然 +3 位作者 秦伟 朱文波 龚维明 张程锋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第14期264-270,279,共8页

南海岛礁建设桩基工程面临钙质砂地层问题,利用改进的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置研究钙质砂在反复冲击荷载作用下的动力特性。共进行28次反复一维冲击试验,得到钙质砂和石英砂的应力-应变、一维压... 南海岛礁建设桩基工程面临钙质砂地层问题,利用改进的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置研究钙质砂在反复冲击荷载作用下的动力特性。共进行28次反复一维冲击试验,得到钙质砂和石英砂的应力-应变、一维压缩特性以及吸能效率曲线,以探讨反复一维冲击荷载作用下冲击次数、含水率和相对密实度等因素对两种砂样动态力学响应的影响。结果表明:钙质砂由于颗粒形状和矿物组成的不同,其动态表观模量(动刚度)在首次冲击以及反复冲击多次后都约为石英砂的10%;随着反复冲击的进行,两种砂样不断密实,表现为刚度增大、可压缩性减弱;首次冲击下钙质砂和石英砂的屈服应力分别约为3.20 MPa和9.33 MPa,此后颗粒开始大量破碎,压缩指数分别约为0.87和0.41,反复冲击后两种砂样的屈服应力分别增加到6.14 MPa和12.54 MPa;钙质砂的吸能效率高于石英砂,不同含水率和不同相对密实度钙质砂样吸能效率在多次冲击后趋于接近。 展开更多

关键词 钙质砂 分离式霍普金森压杆(SHPB)试验 冲击次数 应力-应变关系 一维压缩特性 吸能特性

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高温后砂岩动态损伤与破坏特征试验研究 被引量：2

12

作者 郭进平 杨延光 +1 位作者 张雯 李亚超 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期160-165,共6页

为研究高温后砂岩动态损伤与破坏特征,制备常温25℃和高温200,400,600,800,1000℃砂岩试样,利用霍普金森压杆(SHPB)试验系统对试样开展冲击试验,得到不同温度下应力⁃应变曲线,分析砂岩峰值强度、平均模量与温度的变化关系,研究砂岩破碎... 为研究高温后砂岩动态损伤与破坏特征,制备常温25℃和高温200,400,600,800,1000℃砂岩试样,利用霍普金森压杆(SHPB)试验系统对试样开展冲击试验,得到不同温度下应力⁃应变曲线,分析砂岩峰值强度、平均模量与温度的变化关系,研究砂岩破碎程度随冲击气压和加热温度的变化规律,利用扫描电镜(SEM)观测高温破坏后砂岩试样的断口形貌,从微观角度解释高温后砂岩动态损伤与破坏特征改变的成因。结果表明:砂岩试样峰值强度和平均模量随温度升高而减小,600℃以下减小速率较慢,600℃以上减小速率较快,即600℃为砂岩力学强度的拐点;温度升高,砂岩内部微裂隙不断扩展贯通,在冲击作用下微裂隙破碎程度愈发严重,宏观上动态力学性能不断劣化。 展开更多

关键词 高温 霍普金森压杆试验系统 砂岩动力特性 扫描电镜 破坏特征

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冻融与动载耦合作用下砂岩的动力学性能及裂纹扩展规律

13

作者 何世静 汪漫 +4 位作者 焦玉勇 刘文连 许汉华 眭素刚 胡小悦 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第3期101-111,共11页

高寒地区矿山岩质边坡工程一直是国内外研究的热点,由于常年受冻融侵蚀、开采爆破及地震等多种因素的影响,造成了严重的安全隐患,制约了矿山资源的安全高效生产。为了更深入地了解矿山岩质边坡岩体在冻融及动载耦合作用下的损伤劣化机理... 高寒地区矿山岩质边坡工程一直是国内外研究的热点,由于常年受冻融侵蚀、开采爆破及地震等多种因素的影响,造成了严重的安全隐患,制约了矿山资源的安全高效生产。为了更深入地了解矿山岩质边坡岩体在冻融及动载耦合作用下的损伤劣化机理,本文通过制备矿区砂岩试样,基于冻融循环试验、分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验、数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术等手段对高寒地区岩石在冻融及动载耦合作用下的力学性能及裂纹扩展规律进行了分析。结果显示:①砂岩试样的动态峰值应力和动弹性模量随着冻融循环次数的增加逐渐降低,应变峰值随着冻融循环次数的增加而逐渐增大,同时在线弹性阶段,应力-应变曲线斜率随冻融循环次数的增加不断减小;②在冲击荷载作用下砂岩试样y向应变集中区的分布决定了试样在破坏过程中初始裂纹和次生裂纹的产生和扩展,同时位移云图和监测点位移的正负可以判断裂缝发生的位置及裂纹长度变化。该研究结论可为高寒地区岩体工程在冻融、动载等灾害防治方面提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 砂岩 动力学特性 裂纹扩展规律 冻融循环 分离式霍普金森压杆(SHPB)试验 数字图像相关(DIC)技术

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高温条件下钢纤维混凝土动态抗压性能试验研究 被引量：15

14

作者 彭帅 李亮 +2 位作者 吴俊 姜锡权 杜修力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第22期149-154,共6页

应用分离式霍普金森压杆和电阻式高温加热炉对不同纤维掺量(1%,2%)的钢纤维混凝土试件进行了不同温度条件下(20℃,200℃,400℃,600℃,800℃)的动态压缩试验,获得了不同温度条件下该种材料的动态应力-应变曲线,得到了相应的动态抗压强度... 应用分离式霍普金森压杆和电阻式高温加热炉对不同纤维掺量(1%,2%)的钢纤维混凝土试件进行了不同温度条件下(20℃,200℃,400℃,600℃,800℃)的动态压缩试验,获得了不同温度条件下该种材料的动态应力-应变曲线,得到了相应的动态抗压强度和峰值应变。试验结果表明,钢纤维混凝土具有明显的应变率强化效应和温度损伤效应。在各试验温度下,钢纤维混凝土的动态抗压强度随着应变率的增大而提高;同一加载速率下,钢纤维混凝土的动态抗压强度随着试验温度的升高大幅度降低;相比于普通混凝土,钢纤维混凝土的抗冲击性能显著提高。 展开更多

关键词 钢纤维混凝土(SFRC) 高温 高应变率 动态抗压性能 分离式霍普金森压杆(SHPB)试验

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冲击载荷下细砂岩压缩试验和破坏特性研究 被引量：2

15

作者 马东方 侯远 +2 位作者 陈大年 王焕然 王光勇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期42-48,共7页

深部矿井岩石经常受到地下水、冲击地压和高温等综合作用,因此深部矿井中岩石的力学特性需要考虑应变率、温度和含水率等诸多因素。原位采集800 m深部细砂岩;在万能材料试验机和分离式霍普金森压杆压缩试验装置上对不同应变率、温度和... 深部矿井岩石经常受到地下水、冲击地压和高温等综合作用,因此深部矿井中岩石的力学特性需要考虑应变率、温度和含水率等诸多因素。原位采集800 m深部细砂岩;在万能材料试验机和分离式霍普金森压杆压缩试验装置上对不同应变率、温度和含水状态下的细砂岩试件进行压缩试验,用高速/超高速摄影记录岩石试件的应变场,获得不同试验条件下的应力-应变曲线;对典型的回收试件的断裂表面进行微观观测。结果表明,应变率、含水状态和环境温度对岩石的力学性质及破坏特性都有一定程度的影响。 展开更多

关键词 爆炸力学 细砂岩 准静态压缩试验 分离式霍普金森压杆压缩试验 应力-应变 破坏特性

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钙质砂一维冲击响应及吸能特性试验 被引量：14

16

作者 魏久淇 吕亚茹 +2 位作者 刘国权 张磊 李磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期191-198,206,共9页

钙质砂为海相沉积的多孔介质,是防护工程分配层的理想填充材料。利用改进的铝制分离式霍普金森压杆(split Hopkinsonpressurebar,简称SHPB),分别对颗粒级配以及相对密实度相同的南海钙质砂和福建石英砂进行了83组一维冲击试验,得到了应... 钙质砂为海相沉积的多孔介质,是防护工程分配层的理想填充材料。利用改进的铝制分离式霍普金森压杆(split Hopkinsonpressurebar,简称SHPB),分别对颗粒级配以及相对密实度相同的南海钙质砂和福建石英砂进行了83组一维冲击试验,得到了应力波透射率、冲击响应和吸能效率曲线,分析了应变率、相对密实度和含水率对两种砂冲击特性的影响。结果表明,相同的荷载和边界条件下,钙质砂的刚度仅为石英砂的1/10。由于内孔隙的存在,钙质砂对冲击波的衰减作用大于石英砂,在承载性能允许的情况下,适当减小相对密实度、增加含水率可有效提高分配层消能效果。 展开更多

关键词 钙质砂 分离式霍普金森压杆试验 应力波 冲击响应 吸能特性

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胶结充填体动力试验及其爆破响应模拟研究 被引量：9

17

作者 吴振坤 金爱兵 陈帅军 《金属矿山》 CAS 北大核心 2020年第7期25-32,共8页

空场嗣后充填采矿方法被越来越多地应用到地下金属矿床开采中,胶结充填体不仅要承受上部静荷载,还要面临二步骤采矿爆破冲击,因此研究胶结充填体动力学特性及其爆破响应对于保证采矿安全具有重要意义。通过单轴抗压强度(UCS)以及霍普金... 空场嗣后充填采矿方法被越来越多地应用到地下金属矿床开采中,胶结充填体不仅要承受上部静荷载,还要面临二步骤采矿爆破冲击,因此研究胶结充填体动力学特性及其爆破响应对于保证采矿安全具有重要意义。通过单轴抗压强度(UCS)以及霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bars,SHPB)对胶结充填体进行动静载试验,在此基础上,应用ANSYS/LS-DYNA软件对二步回采过程中的胶结充填体爆破响应特征进行了模拟研究。结果表明:①胶结充填体动抗压强度随着应变速率增加而增加,近似为线性关系,高应变条件下,其动抗压强度约为静抗压强度的2倍;②二步骤采矿爆破时充填体保护层厚度对振动响应速度和有效应力有明显影响,因而有必要为充填体预留设足够厚度的保护层,否则会导致充填体振动响应速度和有效应力过大;③起爆方式对胶结充填体爆破响应也有明显影响,孔口起爆时,保护层厚度要大于1.5 m才能满足充填体安全要求,而孔底起爆时,保护层厚度需达到1.8 m。上述分析对于充填采矿中胶结充填体强度以及二步回采中保护层厚度、起爆方式设计具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 充填开采 胶结充填体 霍普金森压杆试验 爆破响应 LS-DYNA 数值模拟

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静动态压缩下千枚岩长径比效应影响研究

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作者 许江波 余洋林 +3 位作者 孙国政 孙浩珲 赖杰 王磊 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期43-57,共15页

为了研究长径比效应对层状千枚岩力学特性、能量耗散及破坏模式的影响,文中选用4种倾角(α=0°、30°、60°、90°)下不同长径比(L/D=0.5、0.6、0.8、1.0、1.2、1.6、2.0)的千枚岩分别进行了静载单轴压缩和分离式霍普... 为了研究长径比效应对层状千枚岩力学特性、能量耗散及破坏模式的影响,文中选用4种倾角(α=0°、30°、60°、90°)下不同长径比(L/D=0.5、0.6、0.8、1.0、1.2、1.6、2.0)的千枚岩分别进行了静载单轴压缩和分离式霍普金森杆(SHPB)试验。结果发现,静载压缩试验条件下,不同倾角下千枚岩随长径比的增大,峰值强度和峰值应变均减小。通过单轴动态压缩试验,发现4种层理倾角千枚岩动态抗压强度与试样长径比呈二次函数关系,随着长径比的增加,动态抗压强度出现一个峰值后逐渐降低;千枚岩峰值应变与试样长径比呈指数函数关系下降;对动态冲击压缩试验进行能量分析,发现不同工况的千枚岩在同一冲击气压下,入射能、反射能、透射能均呈现出先缓慢上升再快速上升最后趋于稳定的三段式变化;随着试样长径比增大,千枚岩反射能比先增大后减小,透射能比先减小后增大;采用能量比值法进行对比分析,发现在长径比L/D=1.2时,千枚岩的反射能比达到最大,透射能比达到最小;对千枚岩的宏观破坏模式进行分析,发现动态冲击压缩下千枚岩的宏观破坏模式受长径比影响较大,长径比越小破坏越完全;长径比越大,破坏越不充分。 展开更多

关键词 层状千枚岩 分离式霍普金森杆试验 长径比效应 能量耗散 破坏模式

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冲击速度及骨料率对混凝土动强度的影响研究 被引量：1

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作者 党发宁 王宝生 +2 位作者 李玉涛 任劼 方建银 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2024年第1期7-13,22,共8页

混凝土结构抗爆炸冲击能力研究具有很重要的军事防护意义.国内外学者已对混凝土动强度的提高机理进行了大量研究,但大多探讨单个因素对混凝土动强度的影响,缺乏对多因素耦合作用下混凝土动强度规律的研究,并且对混凝土抗压动强度和抗拉... 混凝土结构抗爆炸冲击能力研究具有很重要的军事防护意义.国内外学者已对混凝土动强度的提高机理进行了大量研究,但大多探讨单个因素对混凝土动强度的影响,缺乏对多因素耦合作用下混凝土动强度规律的研究,并且对混凝土抗压动强度和抗拉动强度间的关系研究也较少.通过霍普金森压杆试验仪的单轴压缩试验和巴西圆盘劈裂试验,测定了不同骨料率和冲击速度下混凝土的抗压动强度和抗拉动强度,再对试验结果进行研究分析,得到混凝土动强度的理论表达式,并将混凝土抗拉抗压动强度进行了对比分析.结果表明:混凝土抗压动强度与混凝土骨料率和冲击速度呈正相关,且随着混凝土骨料率的增大,冲击速度越小,混凝土抗压动强度增加幅度越大,受动载时,混凝土抗压动强度提高幅值大于抗拉动强度提高幅值. 展开更多

关键词 混凝土动强度 骨料率 冲击速度 增加幅度 霍普金森压杆试验

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水-温循环作用下千枚岩的动态拉伸特性

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作者 王连华 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期109-119,共11页

为研究水-温耦合作用下0°层理倾角千枚岩的动态拉伸特性变化规律,分别对3组试样进行0、1、3、5、7、8、11次温度循环自然降温、温度循环冷水降温、干湿循环后,采用霍普金森杆试验装置对0°层理倾角千枚岩试样开展动态巴西劈裂... 为研究水-温耦合作用下0°层理倾角千枚岩的动态拉伸特性变化规律,分别对3组试样进行0、1、3、5、7、8、11次温度循环自然降温、温度循环冷水降温、干湿循环后,采用霍普金森杆试验装置对0°层理倾角千枚岩试样开展动态巴西劈裂试验,从动态拉伸应变曲线、动态峰值抗拉强度、动态弹性模量、能量分析与宏观破坏5个角度研究水、温劣化条件下千枚岩的动态拉伸特性。结果表明:千枚岩应力应变曲线包括极速弹性变形阶段、屈服变形阶段、破坏变形阶段;随着水-温循环次数的增加,千枚岩应力-应变曲线极速弹性变形阶段逐渐缩短,屈服变形阶段的应变增长率不断增大;千枚岩动态峰值抗拉强度呈负指数函数关系变化,耗散能比不断减小;水-温耦合条件下,千枚岩峰值抗拉强度、耗散能比普遍小于温度循环自然降温时;动态冲击下,千枚岩发生贯穿层理的张拉破坏,主要破碎为2块;随着水-温循环次数的增加,千枚岩主碎块发生沿层理面的张拉与穿层理面的剪切复合破坏,千枚岩碎块的平均尺寸不断减小;温度循环冷水降温条件下,千枚岩碎块的平均尺寸更小,且降幅最为显著。 展开更多

关键词 千枚岩 霍普金森杆试验 温度循环 干湿循环 动态拉伸

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