霍普金森压杆Hopkinson压杆

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hopkinson比 例 定 律

hopkinson比 例 定 律

Hopkinson比,即霍普金森压杆,是材料力学中一个用来测量材料抗冲击性能的实验装置。

霍普金森压杆实验(Hopkinson bar experiment)的基本原理是,将一根具有一定长度的杆件一端固定,在另一端施加冲击载荷,从而在杆件上产生一个瞬时的冲击速度。

通过测量杆件在冲击前后瞬间的速度变化,可以计算出材料的霍普金森常数。

霍普金森常数是一个材料参数,它反映了材料在冲击载荷作用下的变形速度和材料滞弹性效应之间的关系。

通过测量霍普金森常数,可以评估材料的抗冲击性能和韧性。

在实际应用中,霍普金森压杆实验通常用于测量各种材料的冲击性能,如金属、塑料、陶瓷等。

此外,还可以利用霍普金森压杆实验研究材料的疲劳性能、断裂力学和微结构对材料力学性能的影响等。

总结霍普金森压杆测试研究材料动态力学测试的意义

总结霍普金森压杆测试研究材料动态力学测试的意义

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霍普金森压杆操作规程

霍普金森压杆操作规程

霍普金森压杆设备操作规程一.开机准备1.连接之前进行检查:【氮气瓶的检查】检查瓶内气压够不够,气压值要求大于2MPa,否则需要换瓶。

【电路接口的检查】应变片与盒式电桥焊接处有无脱落,数据采集电路接口有无正确插入主机。

【撞击杆的检查】准备2.5m长的粗铁丝,将撞击杆塞入炮筒底部,检查入射杆、透射杆和吸收杆有无弯曲变形,如有则需要换杆。

2.连接总电源线(请确认本仪器的各个分设备电源开关处于关闭状态)。

二.开机3.打开NI数据采集开关(会听到“嗡嗡”的电扇的声音),此时会自动启动主机并给主机配备一个地址。

4.等待有电脑开机的声音后打开显示器,此时会响“嘟嘟”两声,随后在显示器上看到分配的地址,按回车键进行确定,进入操作系统界面。

5. 打开应变片放大仪开关按扭及SHPB气压控制仪开关,如需进行加热操作,则打开高温性能温度控制仪开关。

6.对应变片放大仪设备面板进行设置,设置其放大倍数(一般金属常速为200,高速冲击时为100)、桥压值(常速为8V、高速时为4V或2V)、低通(一般为100HZ,过滤掉高频干扰信息)。

7.打开气压瓶,稍微松动阀门听到气流声即可,保证减压前气压大于2MPa(一般为4~5Mpa),减压后气压值稍大于1MPa(可通过减阀节阀来微调减压后气压)。

8.上样:上样前检查撞击杆、入射杆、透射杆与吸收杆四杆一线,对中性要好,如不在同一直线上,通过左右微调蝶形螺母左右微调,通过单向固定扳手上下微调。

上样后保证样品中心线在入射杆与透射杆中心线上,进行拉伸压缩)实验必须进行端面润滑(一般为凡士林,有条件可用MoS29.打开Labview虚拟仪表面板,初次使用必须相关设置,设置触发方式为通道触发(立即触发方式一般为测试应变片粘贴质量有关),触发通道设置(通道为入射杆应变片信号采集端)、采样频率(一般为5MHz)、触发电压(一般为100mv)、电压量程(一般为6V)、等待时间(一般为大值,如10000)。

霍普金森压杆Hopkinson压杆

霍普金森压杆Hopkinson压杆

100mm/75mm/50mm/20mm霍普金森压杆Hopkinson压杆令狐采学一、Hopkinson压杆构成霍普金森多功能压杆设备主要由储气设备、发射系统、杆系与子弹、量测系统、中心支撑部件、基础导轨、缓冲装置和帮助设备等组成。

1 、发射系统:由储气室、发射体、汽缸、活塞、联接体、支承座、多种可更换炮管、反后座支架等组成。

压力最高可达 5.8MPa ,炮管内径可实现为Φ 7 5 ,Φ 20 等多种规格,长度为3m 。

2 、杆系与子弹:分两种资料:(1)弹簧钢,热处理,规格Φ 7 5 ,Φ 20 ,最年夜长度 3m 。

(2)超硬铝 LC4 规格Φ 7 5 ,Φ 20 ,最年夜长度 3m 。

3 、中心支撑部件:由基座、三向移动锁定定位机构、高精度轴承、压盖、手念头构等构成。

主要特点在统一基准导轨下可使不合直径杆系沿轴向运动为滚动摩擦。

滑动轻快,自调整极其便利。

4 、基础导轨:由多根铸铁地轨、地脚调节装置等拼合组成的一条整体导轨。

使用专用技术,使导轨在装置好后,形成两个基准:一个是侧基准,一个是水平基准,可使发射装置、杆系、支撑部件等在同一基准下工作,年夜年夜提高调试工作效率。

整体基准直线度可控制在 0.04/m 以内。

二、系统指标: 1 、压力规模: 0.2~5.8MPa2 、杆系直径:两种:Φ 7 5 ,Φ 20 。

3 、子弹速度:≤ 40m /s4 、杆件资料:弹簧钢、超硬铝 LC4 ,均热处理。

5 、导轨长度: 12.4m6 、适用杆件直径规模:Φ 20 ~ Φ 75三、静态压缩试验1测试系统传统的Hopkinson压杆测试系统包含有:加载系统、静态应变仪、数据记录与收集系统和数据阐发计算系统,如图1所示。

图1 别离式Hopkinson压杆实验原理图1.1.2测试原理Hopkinson压杆装置的核心部分是两段别离的弹性波导杆,即输入杆和输出杆,试样夹在两杆之间。

加载脉冲由撞击杆撞击输入杆的端部产生。

Hopkinson压杆装置技术参数

Hopkinson压杆装置技术参数

Hopkinson压杆装置技术参数一、招标设备高温、高应变率耦合动态实验系统1台。

该产品需要根据招标方的要求定制加工,国内采购。

必须具有同型号设备在近3年内案例并提供合同复印件。

二、应用范围该设备主要用于获得高应变率下材料的应力应变关系,材料动态力学性能试验,能够获得材料的应力-应变曲线、应变率-时间历程曲线以及进行脆性材料的动态强度等测试,对于船舶海洋工程结构物才爆炸/冲击等动态冲击载荷下的力学行为研究具有重要学术意义和工程应用价值。

可配备高温炉、低温装置等还可进行多种环境条件下的动态力学性能试验。

三、主要技术指标1.使用气源:空气或普通氮气,压力:≤0.8MPa2.工作压力:0-0.8MPa3.发射炮管:不锈钢,长度约1600mm,管内不圆柱度优于0.1mm、不直线度优于0.10mm,内表面光洁度优于1.0μm;4.★标准加载杆:1.超高强度不锈钢杆(18Ni;C350):屈服极限:≥2200MPa, 直径14mm,长度包括(mm):1200、1200、400、300、200;注2根2.高强度7075铝合金杆:屈服极限:≥455MPa(7075),直径30mm,长度包括(mm):2000、2000、400、300、200;注2根3.45#调质钢杆:屈服极限:≥ 355MPa,直径40mm,长度包括(mm):2000、2000、400、300、200;注2根。

以上所有加载杆不圆柱度优于0.1mm、不直线度优于0.10.mm,表面光洁度优于1.0μm;端面垂直度0.04mm.5.平台支架2个:工业造型防锈处理,采用不锈钢或铝合金组成。

使用温度:77K-1000℃范围6. 设备整体长宽比大小不超过1000×6000mm四、性能要求1.操控模块为独有结构,在发射体上安装,具有进气阀、储气室微调阀、减压阀、压力表、炮管底部排气阀、自动快速放(气)炮开关。

可以自动操作子弹就位,子弹发射,采集冲击信号,导出冲击方波,得出应变率和应力等测试结果。

霍普金森压杆Hopkinson压杆

霍普金森压杆Hopkinson压杆

100mm/75mm/50mm/20mm霍普金森压杆Hopkinson压杆一、Hopkinson压杆构成霍普金森多功能压杆设备主要由储气设备、发射系统、杆系与子弹、量测系统、中心支撑部件、基础导轨、缓冲装置和辅助设备等组成。

1 、发射系统:由储气室、发射体、汽缸、活塞、联接体、支承座、多种可更换炮管、反后座支架等组成。

压力最高可达 5.8MPa ,炮管内径可实现为Φ 7 5 ,Φ 20 等多种规格,长度为3m 。

2 、杆系与子弹:分两种材料:(1)弹簧钢,热处理,规格Φ 7 5 ,Φ 20 ,最大长度3m 。

(2)超硬铝LC4 规格Φ 7 5 ,Φ 20 ,最大长度3m 。

3 、中心支撑部件:由基座、三向移动锁定定位机构、高精度轴承、压盖、手动机构等构成。

主要特点在统一基准导轨下可使不同直径杆系沿轴向运动为滚动摩擦。

滑动轻快,自调整极其方便。

4 、基础导轨:由多根铸铁地轨、地脚调节装置等拼合组成的一条整体导轨。

使用专用技术,使导轨在安装好后,形成两个基准:一个是侧基准,一个是水平基准,可使发射装置、杆系、支撑部件等在同一基准下工作,大大提高调试工作效率。

整体基准直线度可控制在0.04/m 以内。

二、系统指标:1 、压力范围:0.2~5.8MPa2 、杆系直径:两种:Φ 7 5 ,Φ 20 。

3 、子弹速度:≤ 40m /s4 、杆件材料:弹簧钢、超硬铝LC4 ,均热处理。

5 、导轨长度:12.4m6 、适用杆件直径范围:Φ 20 ~ Φ 75三、动态压缩试验1测试系统传统的Hopkinson压杆测试系统包括有:加载系统、动态应变仪、数据记录与采集系统和数据分析计算系统,如图1所示。

图1 分离式Hopkinson压杆实验原理图1.1.2测试原理Hopkinson压杆装置的核心部分是两段分离的弹性波导杆,即输入杆和输出杆,试样夹在两杆之间。

加载脉冲由撞击杆撞击输入杆的端部产生。

撞击杆在压气枪中由高压气体的推动作用被加速到一定的撞击速度,以此速度撞击输入杆的端部,产生一个持续时间取决于撞击杆长度的入射弹性压力脉冲。

霍普金森杆实验技术简介

霍普金森杆实验技术简介

霍普金森杆实验技术简介1.材料动态力学性能实验简史在各类工程技术、军事技术和科学研究等广泛领域的一系列实际问题中,甚至就在日常生活中,人们都会遇到各种各样的爆炸/冲击载荷问题,并且可以观察到,物体在爆炸/冲击载荷下的力学响应往往与静载荷下的有显著不同。

了解材料在冲击加载条件下的力学响应必将大大有助于这些材料的工程应用和工程设计。

此外,数值模拟已在工程设计中发挥着重要作用,而进行数值模拟的前提是必须首先建立一个基于材料在各种应变率下(尤其是在动态应变率下)的精确应力-应变曲线基础上的本构模型。

所以,获得一套材料在高应变率下的应力—应变曲线则成为首要任务。

尽管人们已经研制了多种动态实验技术,但是,与准静态实验相比,进行有效并准确的高应变率下的动态实验依然是一个很大的挑战。

因此,为得到有效并准确的材料的应变率相关的应力—应变曲线,研制高效的、精确的高应变率实验装置是非常重要的。

首先,人们知道,固体力学的静力学理论所研究的是处于静力平衡状态下的固体介质,以忽略介质微元体的惯性作用为前提。

这只是在载荷强度随时间不发生显著变化的时候,才是允许和正确的。

而爆炸/冲击裁荷以载荷作用的短历时为其特征,在以毫秒(ms)、微秒(?s)甚至纳秒(ns)计的短暂时间尺度上发生了运动参量(位移、速度、加速度)的显著变化。

在这样的动载荷条件,介质的微元体处于随时间迅速变化着的动态过程中,这是一个动力学问题。

对此必须计及介质微元体的惯性,从而就导致了对应力波传播的研究。

一切固体材料都具有惯性和可变形性,当受到随时间变化着的外载荷的作用时,它的运动过程总是一个应力波传播、反射和相互作用的过程。

在忽略了介质惯性的可变形固体的静力学问题中,只是允许忽略或没有必要去研究这一在达到静力平衡前的应力波的传播和相互作用的过程,而着眼于研究达到应力平衡后的结果而已。

在忽略了介质可变形性的刚体力学问题中,则相当于应力波传播速度趋于无限大,因而不必再予以考虑。

霍普金森压杆实验装置操作规程

霍普金森压杆实验装置操作规程
1.霍普金森压杆实验装置操作规程(非高温)
1.打开电源
2.右旋总开关,指示灯亮设备开启。检查子弹是否回位(点击子弹回位,听到啪的一声后代 表子弹已经到位。)
3.将空压机红色按钮(用力)拔起,打开空压机按钮(此时会听到机器响声)。
4.打开超动态应变仪,将第一、二通道滤波调到 100kHZ,增益调到 100(倍)。
第一通道 增益 滤波
6.打开数据采集卡,开启计算机。
第二通道
7.装夹试样,将黄油涂抹试样两端黏到入射杆与透射杆之间(尽量保证试样与两杆同心),
然后扣上防护罩。
防护罩
试样
8.调整炮管与入射杆之间的距离,保持在 10-20mm。 10-20mm
9.打开 Datalab 软件,Datalab 软件设置中,选择 00 和 01 通道,点击硬件设置,将采样速率 设置到 40Ms/s,开始时间设置到-0.00197s,采集时间设置到 0.00801s 即可,【通道设置】将 Ch00 通道【触发沿】设置为下降沿,【触发电平】设置为-0.094。(本步骤基本不用动,可以 作个检查,数据为 ARCHIMEDES 魏道全魏经理推荐)。
1.霍普金森压杆实验装置操作规程(非高温)............................................................................ 1 2.高温条件下加热炉的使用............................................................................................................ 4 3.注意事项........................................................................................................................................ 6

国内霍普金森杆发展

国内霍普金森杆发展

国内Hopkinson压杆实验技术概况在国内,SHPB实验技术的提出最早始于力学所。

文革前,当时在力学所的王礼立教授就已开始了这方面的文献调研和筹建,后因他本人调离而中断。

文革结束,力学所的段祝平教授重新开始了这项工作,并建起了我国第一套SHPB实验装置。

中科大的朱兆祥教授和刚从兰州调入科大的王礼立教授也开始了这方面的工作,并得到了力学所郑哲敏院士和段祝平教授的大力支持,当时科大的胡时胜教授还在力学所SHPB实验室学习了一个多月。

几乎在同一期间,太原理工大学杨桂通教授等也建起了国内第一套SHB扭杆。

另外,与材料动态力学性能关系最密切的兵器工业部52所的羡梦梅研究员在兵器行业率先建了一套SHPB实验装置,之后,调到53所的她又建起了另一套SHPB实验装置。

北理工则分别有两个系(7系的张宝坪教授和8系的杨宝明教授)也有了SHPB实验室。

在这期间,还有一些高校和科研部门先后建立了SHPB实验室,开展了材料动态力学性能方面的研究,并在国内外有了一定影响。

他们是北京大学、宁波大学材力中心、中南工业大学、南京理工大学、西北工业大学和九院的一所和四所等。

最近这几年,形势的需要和科研投入的增加,国防科技大学等更多高校和科研单位建起了SHPB实验室。

目前,在国内拥有SHPB实验装置的单位应该有三四十家之多。

在国内,SHPB最初的研究对象主要是集中在金属和高聚物材料,其一是,铝合金、钛合金以及短纤维高聚物是当时航天部门十分关注的材料,其二是,这两类材料的可变形量大、材质也均匀,实验技术相对来说最为容易。

因此人们利用SHPB实验装置测量了这些材料的动态应力-应变曲线,同时又开展了细微观察机理分析,讨论钛合金等金属材料热塑失稳引起的绝热剪切破坏,讨论短纤维对高聚物材料的增强机理等。

除此之外,人们还利用SHPB实验装置研究岩石等脆性材料的动态力学性能,尽管这方面的SHPB实验技术还存在着一系列问题。

此外,还有研究骨头等生物材料的动态力学性能,利用SHPB的改进型测量材料的冲击拉伸强度和动态断裂韧性等材料常数。

霍普金森杆原理

霍普金森杆原理

霍普金森杆原理霍普金森杆原理,又称霍普金森效应,是指在一定条件下,一根细长的杆子在一端受到外力作用时,会在另一端产生一定的位移。

这一原理被广泛应用于工程和科学领域,对于理解杆的力学性质和结构设计具有重要意义。

首先,我们来了解一下霍普金森杆原理的基本概念。

在一根细长的杆子上,当一端受到外力作用时,由于杆子的材料特性,外力将会沿着杆子传递,最终在杆的另一端产生位移。

这种现象可以用一系列的力学公式和理论来描述和解释,其中包括杨氏模量、剪切模量等材料力学参数的影响。

其次,我们需要了解霍普金森杆原理的应用范围。

在工程实践中,霍普金森杆原理被广泛运用于桥梁、建筑、机械等领域。

例如,在桥梁设计中,我们需要考虑桥梁的受力情况和变形情况,而霍普金森杆原理可以帮助我们分析和预测桥梁在受力情况下的变形情况,从而指导工程设计和施工。

此外,霍普金森杆原理还可以应用于科学研究中。

在物理学和材料科学领域,研究人员可以通过对杆的受力和变形情况进行实验和分析,来探索材料的性能和力学特性,为新材料的研发和应用提供理论依据和技术支持。

除此之外,霍普金森杆原理还可以在日常生活中找到应用。

比如,我们在搬运长条物体时,就需要考虑霍普金森杆原理对物体的受力和变形情况的影响,以避免因受力不当而导致的意外损坏或伤害。

总的来说,霍普金森杆原理作为材料力学和结构工程中的重要原理,对于理解和分析杆的受力和变形具有重要意义。

通过对霍普金森杆原理的研究和应用,我们可以更好地设计和使用杆结构,提高工程质量和安全性,推动科学技术的发展和进步。

希望本文对大家对霍普金森杆原理有所帮助,谢谢阅读!。

霍普金森压杆实验装置操作规程

霍普金森压杆实验装置操作规程
1.霍普金森压杆实验装置操作规程(非高温)............................................................................ 1 2.高温条件下加热炉的使用............................................................................................................ 4 3.注意事项........................................................................................................................................ 6
10.回到操作页面,点击单次采集。 11.发射子弹(前推子弹发射按钮,听到撞击声音后复位),Datalab 中会出现波形,单击【显 示全部】,继续点击【数据处理】,【滤波类型】设置为低通,【窗函数】设置为矩形窗,【下 限频率】为 10000。
12.拖动白色虚线显示第一个入射波和透射波后点击鼠标右键,保存波形数据(记住将文件 命名)。
1.霍普金森压杆实验装置操作规程(非高温)
1.打开电源
2.右旋总开关,指示灯亮设备开启。检查子弹是否回位(点击子弹回位,听到啪的一声后代 表子弹已经到位。)
3.将空压机红色按钮(用力)拔起,打开空压机按钮(此时会听到机器响声)。
4.打开超动态应变仪,将第一、二通道滤波调到 100kHZ,增益调到 100(倍)。
第一通道 增益 滤波
6.打开数据采集卡,开启计算机。
第二通道

7.装夹试样,将黄油涂抹试样两端黏到入射杆与透射杆之间(尽量保证试样与两杆同心),

分离式霍普金森压杆冲击速度

分离式霍普金森压杆冲击速度

分离式霍普金森压杆冲击速度【标题】分离式霍普金森压杆冲击速度:解密能量传输的终极奥秘【引言】在物理学领域中,霍普金森压杆是一种出色的设计结构,可实现能量的高效传输。

而分离式霍普金森压杆冲击速度则是这一领域中引人注目的研究方向之一。

通过深入探索这一主题,本文将为读者揭晓分离式霍普金森压杆冲击速度的原理、应用以及对现实生活的积极影响。

【正文】1. 分离式霍普金森压杆冲击速度的基本原理1.1 分离式霍普金森压杆冲击速度的定义分离式霍普金森压杆冲击速度是指在压杆两端施加同一力量时,分离式压杆中的冲击波传播速度。

1.2 能量传输的基本规律根据霍普金森压杆的设计原理,能量在分离式压杆中通过弹性波的形式传输。

当施加力量时,弹性波会在霍普金森压杆的材料内传播,并在两端产生压缩和膨胀。

分离式霍普金森压杆冲击速度成为研究的一个关键指标。

2. 分离式霍普金森压杆冲击速度的应用2.1 工程领域分离式霍普金森压杆冲击速度可用于提高工程结构的稳定性和安全性。

通过合理设计霍普金森压杆,可以有效地吸收冲击力,防止结构破坏的发生。

2.2 航空航天领域分离式霍普金森压杆冲击速度的研究对航空航天领域具有重要意义。

它可以用于改善飞机结构的冲击吸收能力,在飞行中减少振动和噪音,从而提高飞行安全性和乘客的舒适度。

2.3 医学领域分离式霍普金森压杆冲击速度的进一步研究对医学领域有潜在的应用。

在骨科手术中,可以利用这一原理设计新型的骨折固定装置,能够更好地吸收冲击力,促进骨折的愈合。

2.4 体育工业分离式霍普金森压杆冲击速度对体育用品制造商也具有重要意义。

设计使用分离式霍普金森压杆原理的体育用品,如高尔夫球杆和网球拍,可以提高球员的击球准确性和力量输出效率。

3. 分离式霍普金森压杆冲击速度的深度理解与个人观点3.1 深度理解分离式霍普金森压杆冲击速度的深度理解需要对结构力学、弹性波传播以及材料科学等领域进行广泛的学习和实践。

只有深入理解这些基础知识,才能真正把握分离式压杆中能量传输的本质。

混凝土类材料霍普金森压杆实验若干问题研究_方秦

混凝土类材料霍普金森压杆实验若干问题研究_方秦
2500
2134
2000 1500 1000 500 0
Numbers
747 522 22
61-70
60
71-80
154
81-90 91-00 00-10 11-12
Decade
图 3 SHPB 相关的期刊与会议论文每十年的发表的情况(根据 Ei 工程索引检索结果) Fig. 3 Published literatures about the SHPB test every decade ( Data from the Ei engineering index )
凝土类材料 SHPB 实验中存在的若干问题(端面摩擦、骨料、惯性效应、温度)的研究进展;通过对混凝土 SHPB 实验的精细化数值模拟,深入分析惯性效应产生机理,提出材料的塑性流动引起的横向加速度是产生围压的关键 原因,围压波在试件中心的反射和边缘的卸载形成试件中围压从中心向四周逐渐减小的抛物线型分布;利用本文 所提的 SHPB 实验惯性效应产生机理,较好地解释了 SHPB 实验的尺寸和主动围压的影响规律;基于自主研制的 可进行围压和温度共同加载的 SHPB 实验装置 TSCPT-SHPB, 对在 5~25MPa 围压作用下以及在 40℃~80℃温度 下盐岩动态力学性能进行实验研究,结果表明,高围压下应变率效应不如低围压下显著,温度越高,强度越低; 建立了考虑粗骨料随机分布的三维混凝土细观模型,对混凝土各细观组分对动态效应影响进行研究,结果表明, 各组分材料静态强度越高,混凝土动态强度也越高;在相同粒径条件下,体积率越高,混凝土动态强度也越高; 而相同骨料体积含量条件下,骨料越大,混凝土动态强度越低。 关键词:混凝土类材料;霍普金森压杆实验;数值模拟;惯性效应;围压;温度;三维细观模型 中图分类号:O347.4 文献标识码:A

材料动态冲击实验技术(09-11-10)

材料动态冲击实验技术(09-11-10)

3 1T1T2 1 (1 F 2 )
而试件中的应力波在输出杆界面同时还要反射,反射 回试件中的应力为 1T1 F ,它回到输入杆界面时再一次 向输入杆中透射形成4区,则反射应力的强度为 1T1 F 2
,
材料动态冲击实验技术--SHPB
类似地,当它返回到输出杆界面时会再次发生透射,透射进输出
设透射系数为T1 ,因此有:
A T1 (1 F ) As
透射到试件中的应力波传播到输出杆界面时,反射
系数为-F,所以输出杆的透射系数为
T2 As (1 F ) A
材料动态冲击实验技术--SHPB
输入杆中入射的应力波 1 ,传播到试件中的应力
是 1T1 ,此透射波继续传播遇到输出杆界面时再一次 向输出杆透射,透射到输出杆的应力为 1T1T2 所以透射后3区的状态:
实验结果
100
A 100
应力 (MPa)
B
80
80
60
60
40
O
20
40
20
应变
0 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030
0 0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
0.012
混凝土和加筋混凝土实验测量应力应变曲线
材料动态冲击实验技术--SHPB
2)试验标测数据
弹性模量、应力强度和峰值应变等,以及用于绘制应力-应变曲线的 试验数据。
实验技术
2)试验分类
动态试验:低应变率范围 10 1 ~ 1/ s ;中应变率范围 1 ~ 100 / s ; 冲击试验:高应变率范围 10 2 ~ 10 4 / s ; 更高应变率范围 10 4 ~ 10 6 / s ;
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100mm/75mm/50mm/20mm霍普金森压杆Hopkinson
压杆
一、Hopkinson压杆构成
霍普金森多功能压杆设备主要由储气设备、发射系统、杆系与子弹、量测系统、中心支撑部件、基础导轨、缓冲装置和辅助设备等组成。

1 、发射系统:由储气室、发射体、汽缸、活塞、联接体、支承座、多种可更换炮管、反后座支架等组成。

压力最高可达5.8MPa ,炮管内径可实现为Φ 7 5 ,Φ 20 等多种规格,长度为3m 。

2 、杆系与子弹:分两种材料:
(1)弹簧钢,热处理,规格Φ 7 5 ,Φ 20 ,最大长度3m 。

(2)超硬铝LC4 规格Φ 7 5 ,Φ 20 ,最大长度3m 。

3 、中心支撑部件:由基座、三向移动锁定定位机构、高精度轴承、压盖、手动机构等构成。

主要特点在统一基准导轨下可使不同直径杆系沿轴向运动为滚动摩擦。

滑动轻快,自调整极其方便。

4 、基础导轨:由多根铸铁地轨、地脚调节装置等拼合组成的一条整体导轨。

使用专用技术,使导轨在安装好后,形成两个基准:一个是侧基准,一个是水平基准,可使发射装置、
杆系、支撑部件等在同一基准下工作,大大提高调试工作效率。

整体基准直线度可控制在0.04/m 以内。

二、系统指标:
1 、压力范围:0.2~5.8MPa
2 、杆系直径:两种:Φ 7 5 ,Φ 20 。

3 、子弹速度:≤ 40m /s
4 、杆件材料:弹簧钢、超硬铝LC4 ,均热处理。

5 、导轨长度:12.4m
6 、适用杆件直径范围:Φ 20 ~ Φ 75
三、动态压缩试验
1测试系统
传统的Hopkinson压杆测试系统包括有:加载系统、动态应变仪、数据记录与采集系统和数据分析计算系统,如图1所示。

图1 分离式Hopkinson压杆实验原理图
1.1.2测试原理
Hopkinson压杆装置的核心部分是两段分离的弹性波导杆,即输入杆和输出杆,试样夹在两杆之间。

加载脉冲由撞击杆撞击输入杆的端部产生。

撞击杆在压气枪中由高压气体的推动作用被加速到一定的撞击速度,以此速度撞击输入杆的端部,产生一个持续时间取决于撞击杆长度的入射弹性压力脉冲。

当初始的压力脉冲经撞击杆的自由端反射成为一个拉力脉冲并回到撞击面时,撞击杆就完成了对输入杆的卸载,因而在输入杆中将产生波长为撞击杆长度两倍的入射应力波。

当输入杆中的入射应力波到达试样时,一部分由于杆和试样横截面积不等和波阻抗不匹配而反射回输入杆形成反射应力波,另一部分则穿过试样到达输出杆形成透射应力波,透射应力波再由吸收杆捕获,最后由能量捕收器吸收。

装置见图如图1所示。

1.2 动态拉伸试验
1.2.1测试系统
图2 改进的Hopkinson杆测试系统
传统的Hopkinson杆实验设备主要用于测试材料的动态压缩力学性能参数,改进后的Hopkinson杆则可以实现动态拉伸试验,图2给出的是加载板状拉伸试样的加载装置示意图。

测试系统包括:加载系统、动态应变仪、数据记录与采集系统和数据分析计算系统等。

1.2.2测试原理
测试记录的入射、反射、透射脉冲分别用、、表示,根据试样与拉杆的界面条件,按一维弹性波传播理论可计算得到试样中的应力、应变以及相应的应变率大小,其计算公式与动态压缩试验中的公式一样。

备注:此系统为定制产品,主要规格有100mm,75mm, 50mm, 20mm等,欢迎广大客户来电咨询。

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