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SHPB测试平均性及恒应变率

2019-07-21  

  SHPB测试平均性及恒应变率_电子/电_工程科技_专业材料。SHPB测试中的平均性问题及恒应变率

  第25卷第3期 2005年5月 爆炸取冲击 EXPLOSIoN AND SHOCK V01.25.No.3 May,2005 WAVES 文章编号:1001一1455(2005)03一0207?lO SHPB测试中的平均性问题及恒应变率。 宋 力,胡时胜 (中国科技大学力学取机械工程系,安徽合肥230026) 摘要:操纵一维应力波理论对霍普金森压杆(SHPB)测试中的平均性问题做了较为详尽的会商,对测试 中各类加载波形的优错误谬误及各参数对平均性的影响进行了阐发取评估。给出了测试脆性材料时实现恒应变 率加载的加载前提。对正在满脚应力平均性要求下sHPB的可测应变率范畴做了会商并批改了前人不完美的 结论。会商了考虑平均性时应采用的测试数据处置方式。操纵图解的方式对弹塑性材料测试时的平均性问 题及响应加载要求做了定性阐发,指出对弹塑性材料,测试中的应变不服均也应予以考虑。 环节词:固体力学;应力平均性;一维应力波理论;SHPB;恒应变率 中图分类号:()348;TB34 国标学科代码:130?15 文献标记码:A l 引 言 霍普金森压杆(SHPB)尝试手艺已遍及使用于工程材料正在高应变率下的力学机能测试,自H.Kol— sky提出这项动态测试手艺后,尝试的靠得住性及数据的处置均成立正在一维假定及平均假定的根本上,这 惹起对该尝试方式必然程度的疑问。20世纪60年代初,E.D.H.Davis等[11采用能量方式对试件中惯 性效应的阐发是晚期对应力平均性问题较为系统的研究,其结论已被大大都人接管,即正在满脚必然的试 件几何特征要求及加载前提下,平均假定是能够成立的,适用上特别正在金属材料的动态测试上结果也比 较好。然而,近年来SHPB的测试对象已拓展到形形色色的材猜中,如陶瓷、岩石、混凝士等脆性材料, 橡胶等软材料,泡沫塑料等。人们正在现实的测试中发觉应力平均性尚存正在问题,SHPB测试的靠得住性又 从头惹起关心。现有测试正在平均性方面存正在着下面2种环境:(1)对脆性材料,当试件被加载至、测 试终止时,其两头面的应力不同较着,应力并不服均,所以测得的成果是不靠得住的;(2)对软材料,要达到 试件内的应力平均需要较长的时间,如许当加载速度过高时,测试成果有可能是无效的。虽然对于上述 2种环境下的应力平均性问题已有一些研究成果,但从现有相关文献看,这一工做做得尚比力零乱、不 够系统,成果也不尽不异n ̄7]。 对于SHPB测试的恒应变率节制,晚期并不受注沉,别的因为它和未知的材料特征相关,正在手艺上 实现起来也比力坚苦,跟着对材料机能的认识和要求的提高,正在近年的研究中已起头通过节制加载实现 恒应变率前提下的测试[zj。 已有的研究表白,陶瓷、岩石等脆性材料正在高应变率下的响应根基上遵照弹一脆的模式,其模量 也并不较着受应变率的影响。金属材料,即即是率的,其弹性阶段响应也不受应变率影响。本文中 次要会商弹性材料或材料的弹性阶段,对于弹塑性材料,则正在对问题恰当简化的根本上对其SHPB测 试的平均性及恒应变率加载节制问题做了初步的会商。 2 SHPB尝试的应力波阐发 SHPB测试时试件内应力波如图1所示(图中为阶跃入射波,一般景象则可视为一系列阶跃增 量入射波的叠加),这里仅阐发加载过程。I、Ⅱ截面的上的应力口I、盯Ⅱ及截面速度口I、口Ⅱ能够通过杆 ?收稿日期:2004一05—10;修回日期:2005一03—08 做者简介:宋力(1961一).男,博士研究生。 万方数据 208 爆 炸 取 冲 击 第25卷 中的应变信号由一维弹性波理论确定,他们都是 可测的。下面的会商只涉及弹性波,这对弹脆材 料是合用的,而对一般材料,平均性问题次要是加 载前期的问题,故弹性波阐发仍可具有一般意义。 B,c。AIl 正在图1中,令口一会,p一乏鼍鼍,岛一鲁,则 R。一群^。一南瓜n一斜山一 p十1 ≠告竹f、A别离暗示密度、波速、截面积,F为反 1ncident wave 射系数,丁为透射系数,下标B—S暗示波从杆传到 试件,s—B暗示波从试件传到杆。 按应力波理论[8],并操纵叠加道理,试件I、 Ⅱ端面及内部的应力,试件的平均应力,工、Ⅱ端 面的速度及试件的平均应变率可由下式计较 , 图l Fig.1 SHPB测试中的应力波 propagation within a Wave SHPB specimen Ⅲ fdT*s吼(£) O≤£<2£o 位o≤£<2碰o O≤£<£o (1) laT&sh(£)+(氏B+F备B)仉(t一2岛)+…+(F练1+F‰)吼(£一2班o)] ~ r0 Ⅲ 、 )一<aTl}s[(1+F}B)皿(£一£o)+(F圣B+F墨B)吼(£一3£。)+…+ L(F练2+F褥1)巩(卜一(2卵一1)岛)] (2九一1)£o≤f<(2卵+1),o fd(z,£)=d丁B_s仉(£一z/co)H(£一z/印) 0≤£<如,O≤z<zo l设啦。一口TB-s[巩(£一z/co)H(£一z/如)+…+F妊1嘎(£一(2mo—z/co))H(£一(2mo—z/co))+ <F‰哦(£一(2mo+z/fo))H(f一(2班o+z/co))] (2) 卜则丸∽一仨一熙“卜@慨托几。Ⅲ。一2慨托几。’ 【 I屯一 ‘:毒’:乏:i溉 Zmo冬£<LZn十l J£o 弘一譬(o∽¨‰E…一他nr…t) l孑12(t)一(盯I(£)+仃Ⅱ(£))/2 c一‰≤c<砒 ㈤ 州拈{譬㈤_(F旷黜巩q∞逐个 【(咫百1一F‰)吼(‘一2m。)] rO 2吃。≤‘<(2咒+1)“ (4) O≤£<2眦。 钞Ⅱ(£)一.{垡乎[(1一Re)吼(£)一(砖。一砖。)吼(£一3如)一…一? 【(F≤皆一碟x1)仉(£一(2卵一】)“)] (2押一1)“≤£<(2以+1)£n 式中:矾(£)为人射波应力,零时间参考为I截面处,i为试件的平均应变率,孑为试件内的平均应 力,孑。。为可测平均应力,H(£)为单元阶跃函数,竹=1,2,3,…。别的,商定压应力为正。 万方数据 第3期 宋力等:SHPB测试中的平均性问题及恒应变率 209 3典型加载环境下的应力不服均性 SHPB测试时的应力不服均性可由R(£)=(盯I一口Ⅱ)/盯来权衡[6],一般而言,当R(£)<5%时能够 认为应力达到了平均。典形加载波形凡是可分为矩形、梯形及斜坡形,图2即为按方程(1)~(5)计较得 到的正在这几种入射波形下的应力平均性及应力幅值随时间变化的环境,计较中引入了量纲一时间£’一 £/£o。 图2(a)为矩形波加载时环境,能够看到应力平均化时间随广义波阻比卢的添加而添加,正在p一4时, 应力平均时间尚较小(约5岛),但此时试件内应力幅值已很是接近最大值,所以无效测试范畴很小,也很 难节制加载使应力处于该无效测试范畴内;这里可看出正在对应力平均性进行考查时需要将应力幅 值考虑进去(一个简单的例子就是考虑卢趋于1的极限环境,此时平均时间趋于£。,但现实上平均后应 力即进入平台,应变率为o,如许的测试是完全无效的),正在J8较大时,矩形加载的平均性欠安。正在现实 测试中入射波接近矩形的环境如保守的间接撞击加载手艺[93及利用通俗SHPB测试低波速材料时的 景象,从阐发看这是该当避免的,后面也不再对其做进一步的会商。图2(b)、(c)别离为梯形波及 斜坡加载时的景象,易看出应力平均时间均随卢的增大而减小,而梯形加载时能够最快地达到应力平均 (约3%),斜坡加载则差一些(约5£。),但正在满脚应力平均前提下能够有更大的无效测试范畴,这一点从 图2(d)中更易看出来。从图中还可看出J9较大有益于尽快达到应力平均,而保守上对此是较少考虑 的,常常仅考虑婚配以获得较强的测试信号。另一个明显的结论就是对确定的加载体例,应力不均 匀性及量纲一平均应力(仃/(a%)或孑/(a矗£。))随量纲一时间£’的变化现实上只取决于广义波阻比_;9。 图2典型入射波感化下试件内应力幅值及平均性 Fig.2 Stress and stress uniformity under typical loading condition 万方数据 210 爆 炸 取 冲 击 第25卷 4恒应变率加载 4.1恒应变率加载的实现 畴前面的成果已能够看出正在各类加载前提下试件内应力平均性的变化环境,然而,对于动态力学测 试而言,还必需考虑测试的应变率这一主要目标。保守上SHPB测试其应变率一般只是大要值,这是 一个较着的手艺上的不脚。现实上,凡是形式为盯一盯(£,÷)的动态本构方程尝试拟合均默认应变率为常 数,从而正在利用尝试数据拟合响应参数时会引入新的误差。从测试的角度,实现恒应变率使本来的自变 量成了固定参量,从而有益于更清晰地认识材料的性质。实现恒应变率加载的另一益处就是能够大大 减小横向惯性效应对测试的影响[1]。实现恒应变率加载的一个坚苦是需要已知材料的性质,而这恰是 待测的,但若是采用合适的测试一试凑体例,这个方针是能够实现的,而对弹性响应材料则更容易一些。 考虑弹性材料,加载初始段为斜坡的景象,此时入射波为嘎(£)一尼£,代人方程(5)获得 胛 奎一辈忌[£一(1一Fs-B)(£一岛)一(Fs-B—F圣B)(芒一2%)一…一(F舞一F圣B)(£一班。)] 一 (6) 肛‘o 易看出只需图3(a)所示的入射波即可实现£>n£。当前的恒(平均)应变率加载。图3(b)为典 型恒应变率、斜坡及梯形加载时的应变率随时间的变化环境,图4则为分歧广义波阻比下的恒应变率(,t 一2)入射波形及响应前提下的应力幅值及应力不服均性随时间变化的环境,能够看出,当波阻比力小时 恒应变率加载很接近斜坡,而当波阻比很大时恒应变率加载接近梯形波,现实上,斜坡及梯形别离为波 阻比趋于1及o。时恒应变率加载的极限入射波。 (a)lncident pulse 七’=七(1一只!B) 舀鲁甓‰ 2瓦口再i pcz。 l—乓一B手 钆=l'2.3 图3恒应变率加载 Fig.3 Constant strain_rate loading (a)constant sIrain—rate loading pulse for di仃brent卢 (b)sⅡ℃ss uniformity and stress ampIitude o 越 乏 苗 := 3 fb 图4恒应变率加载下的相关成果 Fig.4 Calculated results under constant strain—rate loading 万方数据 第3期 宋力等:SHPB测试中的平均性问题及恒应变率 4.2考虑加载应变率时各类入射波形的比力 前面比力典型入射波形下应力平均性时并未将应变率考虑进去,对动态测试这明显是不合适的, SHPB测试老是但愿获得靠得住的动态应力应变曲线,故对平均性、应力幅值及应变率应分析考虑。另一 方面,对于脆性材料,有时要做到正在大的测试范畴内R(£)≤5%是坚苦的,但至多但愿所测的动态强度 是靠得住的,因而能够从测得无效的动态应力应变曲线和靠得住的动态压缩强度两个方面来比力各类加载 体例的优错误谬误。图5为正在给定应变率(图中为2.56矗%/(10c如))下材料的应力别离为口f1~盯,,(响应 量纲一应力为盯i一毋/(a忌£。),i—l,2,…,5)时通过分歧加载径抵达统一测试起点时应力平均性 的变化环境,能够看到,正在点1,无论采用那种加载体例,曲到试件时试件内应力都不克不及达到均 匀。对应点2、3,则仅梯形加载正在试件时或前能达到应力平均;当点为4、5时则3种 加载体例正在时均已满脚应力平均性要求。这里测试应变率及材料的量纲一应力决定了测试是 否无效(这里的是可报酬给定)。明显,仅从时的应力平均性看,梯形加载是最好的,但梯形加载也 有较着的错误谬误,现实上它正在满脚平均前提下的可测应力范畴最多只能为其加载波平台应力值的o.345 倍,测试过程中应变率变化很大,并且它的前期应力平均性也欠好。恒应变率加载时应力平均性取梯形 加载比拟要差一些,但相差并不大(对应2点,R(£)≈7%,梯形时R(£)≈5%)且前期部门变化较为平 缓,而它正在量纲一应力相对量纲一应变率较大时有更大的无效测试范畴(以点5为例,约为梯形加 载时的2倍),总的来看,认为恒应变率加载是较优的体例。从图中还能够看出,斜坡加载的应变率是接 近恒应变率加载的,2种加载体例的应力不服均性则大致相当,所以若是对恒应变率的要求放松一些, 斜坡加载是合适的,如许加载波形的实现比力容易。 耐(ocfc£。,) 图5不l司加载体例F的应力不服均性 Fig.5 Stress ununiformity under different loading condition 从的会商可知,对于动态钡9试,若是对平均性有要求,正在试件极限应力(或应变)无限的环境下, SHPB最大的可测试应变率是遭到的,这能够操纵图3、图5的应变率、应力不服均性曲线获得,按 G.Ravichandrant等[63的阐发,最大可测应变率 ;I—efco/(晓o) (7) 式中:e,为被测材料的应变,口为仅由入射波形态决定的系数,G.Ravichandrant等[63认为对一般脆 性材料(』9—4~8)正在斜坡加载时可取为4。我们阐发的成果表白现实上护还和广义波阻比』9有很大的关 万方数据 爆 炸 取 冲 击 第25卷 系,图6是计较后获得的正在分歧卢F 的理论最大可测应变率,可见口一4只 是卢一5摆布时的成果。从图6还可 看出恒应变率加载体例优于线性斜坡 加载,斜坡加载用于低波材料的 测试时结果较着欠好。这里也可看到 载体例最佳。 ∞ 101r——丁——T——1———广-——T_———] 8}弋…一}……?卜……}……■Li“芋Hamp; 6 氏…….}…….1……扣……:乏怎:鬻b。.阳。。1 篓雾萎茎霪竽坏时的平均性'梯形加 r--……r一—,o:鲜::………r一…r——●—。1 2[=二二£二二£二:I;三茎三耋薹三童蚤::釜:三j 一。竺!要竺苎詈雯,,。j矍。日彗篓: 要做到无效测试段内应力平均是坚苦广——『-——『_——『一——了一——■——■]- 的,但另一方面,对线性响应材料,即 使内部应力不完全平均,试件内的(平 均应变、平均应力)点仍将位于其£-盯 曲线上,即即是有弱的非线性,按局部 线化的近似也会获得同样的结论。正在 SHPB测试中,现实测试应变便是平 均应变,可由公式(6)积分获得,但平 均应力并不成测,可测平均应力孑,。取 平均应力有区别,图7给出了3种人 射波形下可测平均应力取平均应力间 ”产——f——分——言——苗——t『_—气广——i6 卢 4}二::::!{!{ 三薹摹耄若差三三荨三刘 r\一≮p……t……一P……}……~÷¨……t……一1 即t…}¨……。卜……}¨……。卜……卡¨……’卜……1 卜-.墨…贰……卜……F……’卜……}……‘卜……1 1 图6分歧广义波阻比下的口 Fig.6 v。lue of口for diff。,。nt p o.10广—]r——『_—_T——r—]——丁———_—————] o.06}……}热…0…一l……I…¨喜…~.≥…—卜C0n8‘挈‘!亨讯。m。J }.……”…\0……;Ⅲ…¨喜……毒……■….1一12。言一 l……卜……0……I……l…一;…….■…:;点嚣:譬船 J I o.02卜...…?弘….:\}试…卜……卜…~}…~■……}……》…一÷¨…r.1 的相对误差Rm能够发觉正在£>2£。莳 卜..…一}……一净★峰∈专疑《复辛嘲旁卜半—+.-+H—H 卜...…’}…一卜-…卜…一专...…一}…一卜…一卜…一l…一}…¨1 r…一r…一r…一r…吉……r…一r…一r…一r…~F…‘1 f+ 后,否取否,。的不同已可忽略,而恒应-o∞2卜..…~p…一{‘弋夕’}………卜…■……’{_¨……卜…■……’卞……¨1 变率加载时最为抱负,其正在应变率恒 式(1)~(5)推出。从的阐发可 力应变曲线的三波法正在处置SHPB 的测试成果具有最好的精度,别的,相 对于保守的方式,它也将大大削减数 据处置中的报酬要素。 F喀7 定后有孑=否Ⅲ现实上这也不难从公_0‘06卜._’…’p…一p…一卜…一……’寺……一≯…逐个…专……p…¨1 知,采用可测平均应力来确定动态应-o‘10占_—{——专——}—_}-—乓——吉——争——吉_——产■。 图7分歧入射波时的应力误差 stress deviation fordifferent incjdent pulse 5应力平均性的进一步会商 5.1最佳平均性加载 前面曾经比力了各类入射波前提下的应力平均性问题,但并不克不及完全确认哪种入射波最佳,对于弹 性材料测试(或测试时的弹性段),这个问题是能够找到谜底的。起首考虑试件取杆的彼此感化(见图 8),若是设想杆~试件的感化是以界面速度体例的,则图中所示的速度鸿沟前提将导致2岛时间后试 件中的应力完全平均,同时应变率完全恒定,我们认为这是能够达到的最佳应力平均加载体例,现实上 这相当于弹性杆中二线性斜坡应力波送面加载时的景象。虽然上述的抱负形态不成能完全实现,但接 近它是可能的。现实上,若是被测材料的广义波阻远小于杆的广义波阻,当左端杆的活动速度如(接近) 图8(a)所示时,能够认为有最佳的平均性,这种加载体例已使用于我们新近提出的软材料SHPB测试 的改良方案口引。进一步,当左端为刚壁时,由一维应力波阐发知,图8(b)所示的入射波能够实现图8 (a)所要求的速度鸿沟。正在现实测试中左端的透射杆将会发生变形,能够将此问题分化为图8(c)、(d)2 部门的叠加,一部门透射杆为刚性,另一部门为透射杆向试件感化一拉伸波仃iⅡ(f)。 万方数据 第3期 宋力等:SHPB测试中的平均性问题及恒应变率 (1—气一。)七 Fixed bofder / ,- 图8最佳加载入射波 Fig.8 The best incident pulse 由图8能够得出以下结论:(1)对任何试件,正在 时应力要达到完全平均,则测试应变率不克不及超 过sfc0/如,对比图6知,这对应卢趋于无限大时的极 限环境(对应R(£)一5%。极限最大可测应变率为 £rc。/(笠警z。));(2)为达到最佳的应力平均性, 、 …^F、 lU , 应正在入射杆中插手图8(d 7)中所示的对称拉伸波 研(£),这恰是L.M.Yang等[7]提出的所谓加强应力 均衡加载入射波形(见图9),正在这种入射波感化下, 试件摆布端面应力正在2£。当前将连结相等从而有 R(£)三o,但试件内的应力不服均性仍然存正在,能够 由公式(3)并引入响应定义来计较。现实上间接从 图8(d 7)并操纵对称性可看出,试件核心截面相当 于刚壁,进而由波阐发可得试件中的最大应力(图8(c)、(d’)叠加)位于其核心截面,此种环境下应 力的不服均性不克不及由R(£)来描述;别的,正在前述的3种加载波形中,易看出梯形波入射取它最为接近。 从图中还可知,若要实现2岛后的恒应变率,可正在入射杆另一入射波茁(£)以使图8(d”)中试件摆布 端面正在2£。后有不异的活动速度,这将获得和前面一样的成果;从图解还可看出,对实正在测试,实现恒应 变率加载取实现最佳应力平均性是有矛盾的,特别当.;8不大(故Fss较小)时,而线性斜坡加载属于递增 应变率加载,平均性要差一些,这和前面的成果是分歧的。 5.2弹塑性材料SHPB测试的简化阐发 考虑材料为抱负弹塑性,透射杆一端为刚性的简化环境。仍然阐发图8(a),若是使被测材料正在屈 图9加强应力均衡加载波‘73 Fig.9 Shape of incident pulse stress for enhanced equilibrium[7] 万方数据 214 爆 炸 取 冲 击 第25卷 服前达到完全平均(即;岛<sY,e。为应变),能够得出如图10所示的人射波将实现其要求的最佳加 载,即正在2£。应力完全平均同时变形为恒应变率;而正在进入塑性后,其平均性表示为遍地应力恒定而速度 梯度相等(对应应变平均)。如许的入射波形取保守的SHPB加载波形很是接近,可是,这里要求人射 波平台的拐点A正好正在试件(平均地)进入塑性变形的时辰,若不满脚该要求,则正在材料后虽然应 力平均性不成问题,试件中仍将呈现应变的不服均(这正在一般关于平均性的会商中似乎被轻忽了),这 种环境凡是发生正在较软材料的SHPB测试中,对于递减软化或双线性材料也可做雷同的会商。 ∥m么≥ard 图10抱负形态。F弹塑性材料测试的最佳加载 Fig.10 Best loading waveform for ≮Y蠢≥二二=≤ ening elastic—plastic material testing under idealized condition 需要留意的是,对于一般金属材料现实测试,因为波正在压杆中的几何弥散,以∥14.5杆为例,入射 波上升时间将正在10肛s以上,大致相当于8%以上,试件进入的时间凡是也正在此之后。仍然考虑理 想弹塑性材料,前试件内的应力、质点速度仍可按前面的方式计较,尔后各点速度梯度的平均 性,能够认为取决于前的霎时(这里有必然的近似,由于试件内各点进入的时间仍有分歧)。考 虑斜坡加载(斜率为忌)及二段型斜坡加载(初始斜率忌,后续斜率忌7,转机时间8岛,可拜见图3(a)),试件 两头应力差值及加载应变率变化如图11所示;连系图2知,若是仍以R(£)来权衡平均性,则这2类加 载下应力平均性都能够,而斜波一平台型加载最好,这是指材料之前;当材料后,试件内波 速将下降为零(抱负塑性时),进一步的“加载”(这里是“速度”加载),将可能形成试件内应变的严沉不均 匀,而斜坡加载时的景象恰是如许。上述阐发也供给了一种从曲不雅上判断加载质量黑白的方式(图 12),即正在试件进入塑性后(根据透射波或按三波法处置),好的加载波形其加载应变率(反射波或按三波 法处置)不该有较着的爬升,这正在保守SHPB测试中凡是是满脚的,而正在利用脉冲整形手艺时,这一点 则需要留意。对于一般弹塑性材料,环境要复杂一些,但其根基趋向是类同的,具体则可采用特征线数 值方式或无限元方式予以阐发。 气 越 ≤ 乞 旷 旷 o U q ≮ 越 o ¥ 图11典型金属材料测试时前的应力不服均性及应变率变化 Fig.1 1 Stress ununiformity under typical test of metal before yielding 万方数据 第3期 宋力等:SHPB测试中的平均性问题及恒应变率 Stmin rate.time n.etlect wave 图12加载情况好坏的曲不雅判断 Fig.1 2 Graphic patterns of good or bad loading condition 6 结 论 (1)对于特定的入射波形,应力不服均性随特征时间的变化由杆取试件问的广义波阻比独一地确 定。矩形波加载因为应力不服均严沉,对于任何材料的SHPB测试都是不适合的。 (2)获得了对脆性材料实现恒应变率SHPB测试所需入射波形的一般公式。 (3)给出了满脚必然应力平均性前提下SHPB测试最大可测应变率算式及响应关系曲线)通过比力各类加载入射波形下的应力不服均性及应变率变化,指出恒应变率加载具有最好的 分析结果,而线性斜坡入射正在波阻比不太大时和前者接近。 (5)给出了数据处置中的三波法的物理寄义,并指出其具有最好的处置精度。 (6)通过对简化模子的定性阐发,指出通过对应变率的节制,能够改善塑性段测试的应变不服均 性。 本文中的会商虽然仅限于SHPB,但现实上响应的结论对SHTP(霍普金森拉杆)也是合用的。另 外,若是测试包罗卸载部门,则也存正在应力不服均的问题,因为卸载大多近于弹性,若近似地认为卸载前 试件内应力、应变已完全平均化,则采用同样的方式对其进行阐发即可,然而要实现满脚响应要求的入 射波形则将更坚苦。 参考文献: [1] Davies sure E D H.Hunter S C.The dynamic compression testing of solids by the method of the split Hopkinson of pres— bar[J].Journal Mechanical Physics Solids,1963,1l(1):155—179. pressure [2] Gray HI G T.Classic spl沁Hopkinson bar testing[A].Kuhn H,Medlin D.sAM Handbook.Mechanical Testing and Evaluation,V01.8[M].Materials Park,0H:ASM International.2000:462—476. w R.Spl小Hopkinson pressure [3] Gray III G T,Blumenthal bar testing of soft materiaIs[A].Kuhn H,Medlin D. SAM Handbook,Mechanical Testing and Evaluation,V01.8[M].Materials Park,()H:ASM International,2000: 488—496. [4] Subhash G,Ravichandran G.Sp“t—Hopkinson pressure bar testing of ceramics[A].Kuhn H,Medlin D.SAM Handbook,Mechanical Testing and Evaluation,V01.8[M].Materials Park,0H:ASM InternationaI,2000:497— 504. [5] Nemat-Nasser S,Isaacs J B,Starrett J E.Hopkinson techniques for of the Royal Society of London,Series dynamic recovery experiments[J].Proceedings A.199l,435(1894):371—391. 万方数据 216 爆 炸 取 冲 击 第25卷 [6] Ravichandran G,Subhash G.Critical appraisal of“miting strain Hopkinson pressure rates for compression testing of ceramics in a spnt bar[J].J Am Ceram Soc,1994.77(1):263—267. stress [7] Yang L M,Shim V P w.An analysis of uniformity in split Hopkinson bar test specimens[J].International Journal of Impact Engineering,2005,31(2):129—150. [8]王礼立,朱兆祥.应力波根本[M].:国防工业出书社,1985. [9] Gorham D A.Pope D H.Field strain J E. An improved method for compressive stress—strain measurements A,1992,438:153一王79. at very high rates[J].Proceedings of the Royal Society London.Series [10]宋力,胡时胜.一种用于软材料测试的改良SHPB安拆[J].尝试力学,2004,19(4):448—452. S()NG Li,HU Shi-sheng.A modified SHPB device for soft material testing[J].Experimental Mechanics,2004, 19(4):448—452. Stress uniformity and constant strain rate in SHPB test SONG Li+, H U Shi—sheng (DPp以r£,玎gn£o,M已f矗a咒ics U咒i口Prsi£y 口行d MPc^以以ic口Z E7zgi7zger幻口g, 230026,An^乱i,C^i咒“) o厂SciPncP n7zd TPc.1l咒oZogy o厂C^i咒口,HP/0i Abstract:The stress uniformity in split Hopkinson stress pressure bar(SHPB)test is analyzed in detail by using one—dimensional ted. The advantages wave theory. The influence of related experimental parameters is evalua— are and disadvantages of some typical loading waveform discussed. For brittle materiai testing,the governing equation of input waveform for attaining given. The strain—rate 1imitation of SHPB test constant strain—rate Ioading is under certain stress equilibrium condition is analyzed ac— and some new conclusion is西ven. curacy The method for experimental data anajysis of SHPB for better is also discussed. A qualitative analysis of uniformity and the wanted loading waveform have The result indicates that been done for testing elastic_plastic material made by diagrammatic method. for elastic—plastic material,the strain uniformity should be considered. Key words:s01id mechanics;strees uniformity;one—dimensional strain—rate stress wave theory;SHPB;constant - Corresponding author:S()NG Li E—mail address:songlee@mail.ustc.edu.cn Telephone:055l一3601249 万方数据 SHPB测试中的平均性问题及恒应变率 做者: 做者单元: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被援用次数: 宋力, 胡时胜, SONG Li, HU Shi-sheng 中国科技大学力学取机械工程系,安徽,合肥,230026 爆炸取冲击 EXPLOSION AND SHOCK WAVES 2005,25(3) 9次 参考文献(10条) 1.Gorham D A;Pope D H;Field J E An improved method for compressive stress-strain measurements at very high strain rates 1992 2.王礼立;朱兆祥 应力波根本 1985 3.YANG L M;Shim V P W An analysis of stress uniformity in split Hopkinson bar test specimens[外文期 刊] 2005(02) 4.Ravichandran G;Subhash G Critical appraisal of limiting strain rates for compression testing of ceramics in a split Hopkinson pressure bar[外文期刊] 1994(01) 5.Nemat-Nasser S;Isaacs J B;Starrett J E Hopkinson techniques for dynamic recovery experiments[外文 期刊] 1991(1894) 6.Subhash G;Ravichandran G Split-Hopkinson pressure bar testing of ceramics 2000 7.Gray Ⅲ G T;Blumenthal W R Split-Hopkinson pressure bar testing of soft materials 2000 8.Gray Ⅲ G T Classic split-Hopkinson pressure bar testing 2000 9.宋力;胡时胜 一种用于软材料测试的改良SHPB安拆[期刊论文]-尝试力学 2004(04) 10.Davies E D H;Hunter S C The dynamic compression testing of solids by the method of the split Hopkinson pressure bar 1963(01) 本文读者也读过(10条) 1. 陶俊林 SHPB尝试中几个问题的会商[期刊论文]-西南科技大学学报2009,24(3) 2. 毛怯建.李玉龙.MAO Yong-jian.LI Yu-long SHPB试验中试件的轴向应力平均性[期刊论文]-爆炸取冲击 2008,28(5) 3. 陶俊林.田常津.陈裕泽.陈刚.张方举.李思忠.黄西成 SHPB系统试件恒应变率加载尝试方式研究[期刊论文]-爆 炸取冲击2004,24(5) 4. 徐明利.张若棋.张光莹 SHPB尝试中试件内晚期应力均衡阐发[期刊论文]-爆炸取冲击2003,23(3) 5. 毛怯建.李玉龙.史飞飞.Yongjian Mao.Yulong Li.Feifei Shi 用典范Hopkinson杆测试弹性模量的初步切磋[期 刊论文]-固体力学学报2009,30(2) 6. 沙桂英.堂.姜风春.SHA Gui-ying.LIU Rui-tang.JIANG Feng-chun SHPB杆加载动态裂纹扩展速度测试方式 研究[期刊论文]-工程大学学报2000,21(5) 7. 朱珏.胡时胜.王礼立Li-li SHPB试验中粘弹性材料的应力平均性阐发[期刊论文 ]-爆炸取冲击2006,26(4) 8. 陶俊林.陈裕泽.田常津.陈刚.李思忠.黄西成.Tao Junlin.CHEN Yuzhe.Tian Changjin.Chen Gang.Li Sizhong. Huang Xicheng SHPB系统圆柱形试件的惯性效应阐发[期刊论文]-固体力学学报2005,26(1) 9. 宋力.胡时胜 SHPB测试中的平均性问题及恒应变率[会论说文]-2007 10. 朱珏.胡时胜.王礼立 SHPB试验中粘弹性材料的应力平均性阐发[会论说文]-2005 文献(9条) 1.戴凯.刘彤.王汝恒.谢若泽.贾彬 混凝土SHPB试验的波形整形材料研究[期刊论文]-西南科技大学学报 2010(1) 2.周风华.陈亮 SHPB尝试中粘弹性试件内部应力波的[期刊论文]-固体力学学报 2010(2) 3.宋力.胡时胜 SHPB尝试中的端面凹陷批改[期刊论文]-爆炸取冲击 2010(2) 4.毛怯建.李玉龙.史飞飞 用典范Hopkinson杆测试弹性模量的初步切磋[期刊论文]-固体力学学报 2009(2) 5.王绪财.曲英章.彭刚.冯家臣.刘原栋 树脂基纤维加强复合材料高应变率下力学机能的研究进展[期刊论文]-工程 塑料使用 2009(11) 6.毛怯建.李玉龙 SHPB试验中试件的轴向应力平均性[期刊论文]-爆炸取冲击 2008(5) 7.李永池.海.邓世春 爆炸和冲击工程力学近期研究进展[期刊论文]-中国科学手艺大学学报 2007(10) 8.李和鲁 分手式霍普金森压杆加载下岩石动态断裂韧度测定的尝试研究[学位论文]硕士 2006 9.宋力.胡时胜 SHPB数据处置中的二波法取三波法[期刊论文]-爆炸取冲击 2005(4) 本文链接:

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