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应力脉冲对CCCD-SHPB试验系统测试结果影响的数值分析

1引言随着科学技术的发展,冲击载荷下裂纹的稳定性问题的重要性日益突出起来,因此关于材料动态断裂问题的理论和试验技术研究成为多年来学术界关注的一个焦点,然而由于问题的复杂性,关于材料动态断裂问题的研究还很不够。应该说现在还能没有一个得到公认的、可以信赖的并且令人信服的裂纹动态起始判据,对这个问题的解决无疑还需要大量的、长期并且细致的实验和理论探索[1]。文献[2]提出在分离式Hop-kinson压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)上用中心裂纹圆盘(central cracked circular disk,CCCD)型试件形成CCCD-SHPB试验系统(图1)来实施脆性材料的动态断裂试验。该系统的基本思想是基于SHPB的一维试验原理[3~5],得到中心裂纹圆盘型试件两端载荷的平均载荷;推广准静态的应力强度因子公式,并以此平均载荷代入,以获得动态应力强度因子(dynamic stressinte...  (本文共5页) 阅读全文>>

《河北北方学院学报(自然科学版)》2016年09期
河北北方学院学报(自然科学版)

基于SHPB的花岗岩应变率效应分析

来稿日期:2016 03 280引言20世纪初Hopkinson提出分离式霍布金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置原型,当时仅能用来测量冲击荷载的脉冲波形。经过Kolsky[1]等人改进后可用来测量材料在冲击荷载作用下的应力-应变关系。众多学者在拓宽SHPB实验研究领域上做了不少工作,并对SHPB实验装置进行有针对性的改进,以满足不同材料的测试需要。例如Lindholm[2]和于亚伦[3]建立了三轴SHPB实验装置;Ver-leysen[4]推荐直径为25mm的铝杆进行脆性材料冲击压缩实验。SHPB实验以一维弹性波实理论为基础,是近似实验,学者对这些近似原因也提出了一些改进方法,例如:Follansbee和Frantz[5]利用FFT变换等数学知识对波形弥散进行修正;王永刚[6]在入射杆前增加一个很薄的垫片(通常为黄铜),软化子弹的撞击,减小波形振荡的幅值,改善了入射波形,有利于试样...  (本文共7页) 阅读全文>>

《山西建筑》2014年10期
山西建筑

基于SHPB的硅粉混凝土抗冲击性能研究

0引言硅粉混凝土[1]作为一种绿色环保高性能混凝土,已被应用于机场跑道、地下工事、海港码头等。随着现代军事科技的发展,特别是对国防防御工程建设要求的提高,开展硅粉混凝土动态力学性能和在不同应变率条件下的材料特性的研究工作,成为一项十分重要而且非常迫切的任务。通过对硅粉混凝土在动态冲击下的力学性能进行试验研究,根据试验结果,运用基于正交原理的极差分析法,找出不同情况下硅粉混凝土的最优配合比设计方案,为硅粉混凝土在军事工程中的应用提供依据和相关资料。1硅粉混凝土的SHPB试验运用动态SHPB试验装置[2],结合正交试验原理[3],对14种不同条件下硅粉掺量和5种粉煤灰对比掺量的混凝土试件进行了动态冲击试验。通过对试验结果进行了整理和分析,给出了最优配合比。1.1试验方案设计及试件制作本文试验考虑了四个因素、三个水平,为了对比,还设计了单掺硅粉,粉煤灰的对比试验,试验设计如表1~表4所示。表1正交表试验编号水胶比J硅粉掺量G粉煤灰掺量...  (本文共2页) 阅读全文>>

《实验力学》2006年01期
实验力学

Thickness Effect of Pulse Shaper on Dynamic Stress Equilibrium and Dynamic Deformation Behavior in the Polycarbonate Using SHPB Technique

0Introduction Thehighstrainratestress strainresponsesofpolymersandpolymericcompositematerialshave receivedincreasedscientificandindustrialattentioninrecentyears.Polymericmaterialsaresubjected todynamicloadingandhighstrainratedeformationinavarietyofimportantapplicationssuchas aircraftandautomotivecomponents,aswellasmanufacturingprocessessuchashighvelocityextrusionandblowmoulding.Thefeaturesofpolymericmaterialsarelowst...  (本文共10页) 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

素混凝土材料的SHPB实验及其参数敏感性与不确定性分析

混凝土材料是最重要的工程结构建筑材料之一。由于混凝土结构在使用过程中经常承受动态冲击荷载,混凝土材料的动态力学性能一直是工程结构研究关注的重要课题。SHPB实验设备是被广泛用于测试各种材料动态力学性能的实验设备。然而,在混凝土材料的SHPB实验中,许多参数存在着不确定性,这些不确定性会对实验结果造成重要影响。本文首先开展了素混凝土材料的SHPB实验,通过对实验数据的分析验证了实验的有效性;其次,建立了数值模型并把数值模拟的结果与实验结果进行对比,验证了数值模型的有效性;然后,基于数值模型对素混凝土材料SHPB实验中的端面摩擦效应参数进行了敏感性与不确定性分析;最后,基于数值模型对素混凝土材料SHPB实验中的整体参数进行了敏感性与不确定性分析。本文的主要研究工作如下:(1)完成了两种强度的素混凝土材料在3种应变率下的SHPB实验,并通过实验数据分析对实验的有效性进行了验证。首先,介绍了SHPB实验装置的主要组成部分、基本原理;其次...  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

轻软材料的动态测试技术及性能研究

轻软材料是一类备受关注的热点材料,它们通常具有低模量、低波速、低强度的特点,以泡沫金属为代表的多孔轻质材料在航空航天、吸能减震、交通运输等领域已经得到了广泛应用,而以水凝胶为代表的软质材料在生物医学、结构仿生、环保和农业等领域也有着广阔的应用前景。由于轻软材料及其复合结构在应用时往往涉及冲击荷载工况,对这类材料的动态力学性能的测试和表征是十分必要的。分离式霍普金森压杆(SHPB)是目前最重要的材料动态力学性能测试手段,然而当它应用于轻软材料时却出现了许多难题。作为轻质材料的代表,泡沫金属在SHPB实验中出现了明显的变形局部化现象,因此SHPB方法的可用性受到了质疑,而其他实验方法却难以取代它表征动态应力-应变关系的地位。作为近几年软材料中的研究热点,水凝胶由于质地太软(弹性模量不足1MPa),在SHPB实验装置设计、试件形状选择等方面存在争议与不足,对聚乙烯醇(PVA)水凝胶这种关节软骨替代材料的动态力学性能研究几乎空白。针对这...  (本文共153页) 本文目录 | 阅读全文>>