分离式Hopkinson压杆

摘要： 在人工海水制备珊瑚砂水泥基复合材料中混杂加入碳纤维和聚丙烯纤维,得到4种不同纤维掺量的碳-聚丙烯混杂纤维增强珊瑚砂水泥基复合材料。采用直径100 mm的分离式Hopkinson压杆,对材料进行5种应变率下的冲击压缩试验,采用LS-DYNA进行相应的冲击压缩数值模拟。结果表明:(1)试验应变率临界值为200 s^(−1),当试验应变率大于200 s^(−1)时,混杂碳纤维和聚丙烯纤维所形成的纤维网络对试块的增韧效果加强;(2)碳-聚丙烯混杂纤维增强珊瑚砂水泥基复合材料峰值应力具有明显的应变率效应,且动态增强因子对应变率的敏感程度较高;(3)使用珊瑚砂细骨料导致试块内微裂纹和微空洞等缺陷较多,在珊瑚砂水泥基复合材料内混杂掺加碳纤维和聚丙烯纤维后,试块冲击抗压强度的提升有限,但珊瑚砂水泥基复合材料的抗冲击韧性显著提升;(4)通过试验数据和参数调试确定了HJC模型的参数,试块峰值应力的模拟结果与试验结果的误差在5.97%以内。

摘要： 为了研究早强型炮孔封堵材料的堵塞效果,基于分离式Hopkinson压杆试验装置,开展了冲击气压为0.15、0.2、0.25、0.3 MPa和长径比为0.5、0.7、1.0的早强型炮孔堵塞材料试件的冲击压缩试验,得到了冲击气压和长径比对该材料动态受力变形特性的影响。结果表明:试件的峰值应力随着试件冲击气压和长径比的增大而增大;冲击气压较小时,随着长径比增大,试件的峰值应力小幅增大;冲击气压大于0.20 MPa时,长径比为1.0的试件的峰值应力最大。同一个冲击气压作用下,试件长径比增大,试件的破碎程度减小,破碎块度逐渐增大;同一个长径比条件下,冲击气压增大,试件的破碎程度增大,破碎块度逐渐减小。

摘要： 为研究橡胶掺量对冲击荷载作用下泡沫混凝土材料的动态力学性能影响,设计以40目粒径橡胶颗粒作为掺和料制成橡胶泡沫混凝土,借助分离式Hopkinson压杆试验平台开展其动态力学试验。结果表明:在同一应变率水平下,橡胶泡沫混凝土的动态抗压强度随着橡胶掺量的增加而降低;掺有橡胶颗粒的泡沫混凝土具有应变率效应;在一定的橡胶掺量范围内,可以提高泡沫混凝土的吸能性能,进而提高了掺加橡胶的泡沫混凝土的抗冲击效果。

摘要： 为研究循环冲击状态下砂岩力学及损伤特性,本文采用分离式Hopkinson压杆试验装置对红砂岩进行不同入射幅值的循环冲击试验,通过Weibull分布统计损伤模型分析了红砂岩损伤演化规律.研究结果表明,以90 M Pa入射应力进行循环冲击试验时,随着循环冲击次数的增加,动态强度先增大后减小,最大应变以及平均应变率则先减小后增大,第一次冲击有助于提高红砂岩的抗压强度;随着入射幅值的增大,当以100 M Pa、110 M Pa、120 M Pa入射应力冲击时,动态强度、变形模量和循环次数逐渐减小,最大应变和平均应变率逐渐增大.基于Weibull分布的损伤模型可以反映此材料的损伤演化特性,累积损伤随着冲击次数的增加而增大,累积单位体积吸收能与累积损伤规律具有较好的一致性,岩样出现失稳破坏为大块时的累积损伤值在0.8左右,没有明显的变化.研究结果为矿山岩体安全防护及正确评价岩石稳定性提供理论依据.

摘要： 研究2-2型水泥基压电复合材料在冲击载荷下的力电响应特征,利用分离式Hopkinson压杆装置进行冲击加载,借助超高速摄影技术观察试样在冲击载荷下的破坏形貌。结果表明:冲击载荷下,压电复合材料具有明显的应变率效应,是应变率敏感材料;压电复合材料的力电响应存在一个临界值,当应力小于该临界值时,试样的电信号与施加载荷之间具有良好的线性关系;动态增强因子可以有效描述压电复合材料压缩强度的率效应规律,在线性范围内,随着应变率的增大,试样的动态增强因子也增大,且具有稳定的增长率;由Maxwell模型得到的压电复合材料应力松弛时间随应变率增大单调递减;冲击载荷下,2-2型水泥基压电复合材料与压电陶瓷的电学失效发生在力学失效之前,且均呈现“爆炸式”破碎,压电陶瓷还伴随着明显的电弧放电现象。

摘要： 为验证考虑裂纹面接触和动态荷载时,中心裂纹巴西圆盘(CCBD)试件用于分离式Hopkinson压杆(SHPB)系统中测量脆性材料复合型动态断裂韧度的可行性,以及研究裂纹面接触对动态断裂韧度实验结果的影响.通过有限元法建立SHPB-CCBD三维有限元模型,计算了不同加载条件下CCBD试件的动态应力强度因子(DSIF).结果表明:在实验中,将考虑裂纹面接触的应力强度因子(SIF)准静态公式推广为动态公式,需要判定断裂时间是否达到应力平衡的时间条件;压剪复合型加载时,裂纹面接触导致裂纹面应力变化,会对Ⅱ型裂纹的DSIF产生显著影响,不考虑裂纹面接触的影响将会导致Ⅱ型DSIF的测试值偏大.

摘要： 为了研究力–热耦合作用下含交叉节理岩石的动力学性质,本文利用SHPB实验装置和配套高温环境箱,对不同温度环境下如25°C、100°C、300°C、500°C和700°C、不同冲击载荷作用下含交叉节理黄砂岩试样进行了五种冲击荷载的试验研究。研究表明:(1) 动态峰值应力与冲击载荷呈二次多项式函数关系,正相关性显著。100°C~500°C范围内温度对动态峰值应力影响显著,500°C~700°C范围内温度对动态峰值应力影响较小,其中300°C温度动态峰值应力最大。(2) 试样破坏形态不同,随着温度的增加由脆性破坏逐渐向延脆性破坏转化;随冲击载荷的增加,破裂面逐渐变多,破碎程度逐渐加剧,碎块尺寸变小;整体上25°C~300°C破碎程度比300°C~700°C破碎程度高。

摘要： 基于ABAQUS软件对Ti6 Al4 V钛合金压-剪试件(shear-compression specimen,SCS)压缩过程进行3D数值模拟,研究压-剪试样在静动态加载条件下的力学响应.分析了SCS试件的几何参数(长径比、根圆半径、厚度)对分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验结果分析的影响,并讨论利用SCS试件获得材料屈服面的可行性.结果表明:几何参数对SHPB实验结果分析有影响,增加SCS长径比使得加载过程中动态力平衡能力减弱;满足动态力平衡的前提下,SCS试件能得到有效的动态、静态屈服面,可用来研究材料的屈服准则.

摘要： 本文首先介绍了所研制的高强高性能混杂纤维轻骨料混凝士，然后对其进行了SHPB冲击试验。试验表明，混杂纤维轻骨料混凝土是一种应变速率敏感材料，其应变速率效应比普通混凝土的要高。随应变速率增加，其抗压强度、弹性模量及韧性都大幅增加，但其峰值应变对应变速率不敏感。其特别适合用作抗爆炸、冲击材料。

摘要： 本文首先介绍了所研制的高强高性能混杂纤维轻骨料混凝士，然后对其进行了SHPB冲击试验。试验表明，混杂纤维轻骨料混凝土是一种应变速率敏感材料，其应变速率效应比普通混凝土的要高。随应变速率增加，其抗压强度、弹性模量及韧性都大幅增加，但其峰值应变对应变速率不敏感。其特别适合用作抗爆炸、冲击材料。

摘要： 本文首先介绍了所研制的高强高性能混杂纤维轻骨料混凝士，然后对其进行了SHPB冲击试验。试验表明，混杂纤维轻骨料混凝土是一种应变速率敏感材料，其应变速率效应比普通混凝土的要高。随应变速率增加，其抗压强度、弹性模量及韧性都大幅增加，但其峰值应变对应变速率不敏感。其特别适合用作抗爆炸、冲击材料。

摘要： 本文首先介绍了所研制的高强高性能混杂纤维轻骨料混凝士，然后对其进行了SHPB冲击试验。试验表明，混杂纤维轻骨料混凝土是一种应变速率敏感材料，其应变速率效应比普通混凝土的要高。随应变速率增加，其抗压强度、弹性模量及韧性都大幅增加，但其峰值应变对应变速率不敏感。其特别适合用作抗爆炸、冲击材料。

摘要： 本文首先介绍了所研制的高强高性能混杂纤维轻骨料混凝士，然后对其进行了SHPB冲击试验。试验表明，混杂纤维轻骨料混凝土是一种应变速率敏感材料，其应变速率效应比普通混凝土的要高。随应变速率增加，其抗压强度、弹性模量及韧性都大幅增加，但其峰值应变对应变速率不敏感。其特别适合用作抗爆炸、冲击材料。

摘要： 本文首先介绍了所研制的高强高性能混杂纤维轻骨料混凝士，然后对其进行了SHPB冲击试验。试验表明，混杂纤维轻骨料混凝土是一种应变速率敏感材料，其应变速率效应比普通混凝土的要高。随应变速率增加，其抗压强度、弹性模量及韧性都大幅增加，但其峰值应变对应变速率不敏感。其特别适合用作抗爆炸、冲击材料。

摘要： 由于Hopkinson杆试验基本理论中引入了应力均匀性等假设，因此要获得足够精度的测试结果，试验的设计、分析和评估具有重要作用。对此，人们通常采用一维模拟或仿真的方法进行分析，但这通常需要采用一维应力波理论进行推导或编程，其过程往往比较复杂。本文针对Hopkinson杆试验的一维仿真问题，提出了一种基于Matlab/Simulink软件的仿真方法，并对Hopkinson杆试验进行了建模与仿真，结果与相关理论分析吻合。算例表明，本文方法具有可视化、模块化以及高效率的特点。

摘要： 由于Hopkinson杆试验基本理论中引入了应力均匀性等假设，因此要获得足够精度的测试结果，试验的设计、分析和评估具有重要作用。对此，人们通常采用一维模拟或仿真的方法进行分析，但这通常需要采用一维应力波理论进行推导或编程，其过程往往比较复杂。本文针对Hopkinson杆试验的一维仿真问题，提出了一种基于Matlab/Simulink软件的仿真方法，并对Hopkinson杆试验进行了建模与仿真，结果与相关理论分析吻合。算例表明，本文方法具有可视化、模块化以及高效率的特点。

摘要： 由于Hopkinson杆试验基本理论中引入了应力均匀性等假设，因此要获得足够精度的测试结果，试验的设计、分析和评估具有重要作用。对此，人们通常采用一维模拟或仿真的方法进行分析，但这通常需要采用一维应力波理论进行推导或编程，其过程往往比较复杂。本文针对Hopkinson杆试验的一维仿真问题，提出了一种基于Matlab/Simulink软件的仿真方法，并对Hopkinson杆试验进行了建模与仿真，结果与相关理论分析吻合。算例表明，本文方法具有可视化、模块化以及高效率的特点。

摘要： 由于Hopkinson杆试验基本理论中引入了应力均匀性等假设，因此要获得足够精度的测试结果，试验的设计、分析和评估具有重要作用。对此，人们通常采用一维模拟或仿真的方法进行分析，但这通常需要采用一维应力波理论进行推导或编程，其过程往往比较复杂。本文针对Hopkinson杆试验的一维仿真问题，提出了一种基于Matlab/Simulink软件的仿真方法，并对Hopkinson杆试验进行了建模与仿真，结果与相关理论分析吻合。算例表明，本文方法具有可视化、模块化以及高效率的特点。

摘要： 本发明公开了一种多功能分离式Hopkinson压杆实验试样回收装置，包括后收集箱、回收抽屉、套筒、套筒座、顶盖板、前收集箱、透明挡板、摄影支架。前、后收集箱下端各开一道U形槽，通过螺栓固定在分离式Hopkinson压杆(SHPB)水平架前后的导轨上，便于调节安装高度。套筒座通过螺栓固定在前、后收集箱的两侧，对于不同直径的SHPB实验装置，只需更换对应的套筒安装。回收抽屉放置于后收集箱后部，通过收集箱内两侧支撑块支撑。顶盖板安装在后收集箱的顶端，透明挡板安装在前收集箱上，摄影支架安装在前收集箱中部。本发明结构简单，安装、拆卸方便，可调节安装高度，便于对实验过程进行拍摄，适用于不同直径的SHPB实验试样回收，可实现防护、回收和转移试样于一体。

摘要： 本发明公开了一种用于分离式Hopkinson杆实验测量的致冷装置，属于致冷装置制造技术领域，所述致冷装置包括：低温环境箱，液氮气发生装置和温度控制装置，包括：温控仪，所述温控仪包括信号输入接口和信号输出接口，所述信号输出接口依次连接有反相器、固态继电器，所述固态继电器A与电热丝A连接，所述信号输入接口连接有测温单元，所述测温单元用于测量试样的温度，所述液氮气发生装置的导管上设有电热丝B，该装置通过电热丝A和电热丝B的联合工作，达到同时控制液氮气喷出速度和液氮气出口温度的目的，控制过程时间短、液氮用量小。

摘要： 本发明提供了一种双杆制分离式霍普金森压杆实验装置，其包括压缩空气发射系统、撞击子弹、入射杆、透射杆、吸收杆、缓冲器、支撑平台，所述的压缩空气发射系统、入射杆、透射杆、吸收杆、缓冲器依次排列在所述的支撑平台上，所述的撞击子弹位于压缩空气发射系统中，所述的入射杆和透射杆之间可固定试件，所述的入射杆和透射杆均具有两套制式杆，一套为集束式方杆制，包括，相匹配的集束式入射杆和集束式透射杆，另一套为单根圆杆制，包括，相匹配的圆杆式入射杆和圆杆式透射杆。本发明可以根据需求选用不同形式的杆件进行实验(集束式或圆杆式)，也可以针对同材料试件分别釆用集束式和圆杆式杆件进行比较实验。

摘要： 本发明公开了一种基于分离式霍普金森压杆的围压加载装置，包括油缸、工字支架和钢制底座，所述油缸设置于工字支架上，所述工字支架设置于钢制底座上，所述油缸的顶部设有排气孔，底部设有进油孔，还包括第一密封套筒、第二密封套筒、隔油橡胶管、入射杆和透射杆，所述油缸的两侧分别开设有第一缺口和第二缺口，所述第一缺口和第二缺口的中心轴共线，所述第一密封套筒的一端与第一缺口密封连接，所述第二密封套筒的一端与第二缺口密封连接，所述隔油橡胶管的两端分别密封连接有所述第一密封套筒和所述第二密封套筒。本发明可以实现试件安放居中并保证试件与隔油橡胶管接触紧密，破坏后的试件从隔油橡胶管内取出方便。

摘要： 本实用新型公开了一种分离式Hopkinson压杆高温试件夹具，包括两个夹具主体、防滑凹槽、ABS树脂套、固定螺钉、螺母、弹簧，本实用新型两个夹具主体一端做圆弧处理，圆弧内部设有防滑凹槽，另一端做成“U”形凹槽，“U”形凹槽的两翼与其底部之间采用弧形曲线过渡，夹具主体端部“U”形凹槽的两翼处开有两个圆形螺钉孔，两个夹具主体之间通过固定螺钉以及螺母来连接在一起，通过弹簧来控制两个夹具主体的开合，本实用新型结构简单，便于工厂生产，使用方便，对于较大试样同样适用。

摘要： 本实用新型公开了一种分离式HOPKINSON压杆实验的试样模具，包括底板和上模，上模布置在底板的顶面，上模包括前模、后模和开合机构，上模包括至少一个圆柱形试样的型腔，前模与后模的之间的分型面为竖直平面，型腔的轴线位于分型面上；前模和后模的两端各包括向外伸出的突耳，突耳包括凹槽；开合机构包括两套螺栓，螺栓包括螺杆和螺母，螺杆的后端插入到后模突耳的凹槽中，并与后模的突耳铰接；螺杆的前部插入到前模突耳的凹槽中，螺母旋在螺杆的前端，螺母的后端面抵住前模突耳的前端面。本实用新型的试样模具便于制作大直径净浆试样、砂浆试样或混凝土试样，具有简单、实用、方便、经济的优点。

摘要： 本实用新型公开了一种分离式HOPKINSON压杆实验的试样模具，包括底座和上模，底座包括底板，上模布置在底板的顶面；上模包括复数根模条，复数根模条拼合成矩形的上模；相邻两根模条的结合面为分型面，模条的分型面包括复数个半圆形的型腔，相邻两根模条的半圆形型腔组合成复数个圆柱形试样的型腔；底座包括夹紧螺钉、挡条和螺钉座，挡条固定在底板的后端，螺钉座固定在底板的前端，上模布置在挡条与螺钉座之间，螺钉座包括螺纹孔，夹紧螺钉旋入螺纹孔，夹紧螺钉顶在上模的第一根模条上，上模的最后一根模条抵在挡条上。本实用新型的试样模具便于制作小直径净浆试样或砂浆试样，一次制作试样数量较多，具有简单、实用、方便、经济的优点。

摘要： 本实用新型公开了一种用于分离式Hopkinson杆实验测量的致冷装置，属于致冷装置制造技术领域，所述致冷装置包括：低温环境箱，液氮气发生装置和温度控制装置，包括：温控仪，所述温控仪包括信号输入接口和信号输出接口，所述信号输出接口依次连接有反相器、固态继电器，所述固态继电器A与电热丝A连接，所述信号输入接口连接有测温单元，所述测温单元用于测量试样的温度，所述液氮气发生装置的导管上设有电热丝B，该装置通过电热丝A和电热丝B的联合工作，达到同时控制液氮气喷出速度和液氮气出口温度的目的，控制过程时间短、液氮用量小。

摘要： 本实用新型提供了一种双杆制分离式霍普金森压杆实验装置，其包括压缩空气发射系统、撞击子弹、入射杆、透射杆、吸收杆、缓冲器、支撑平台，所述的压缩空气发射系统、入射杆、透射杆、吸收杆、缓冲器依次排列在所述的支撑平台上，所述的撞击子弹位于压缩空气发射系统中，所述的入射杆和透射杆之间可固定试件，所述的入射杆和透射杆均具有两套制式杆，一套为集束式方杆制，包括，相匹配的集束式入射杆和集束式透射杆，另一套为单根圆杆制，包括，相匹配的圆杆式入射杆和圆杆式透射杆。本实用新型可以根据需求选用不同形式的杆件进行实验(集束式或圆杆式)，也可以针对同材料试件分别釆用集束式和圆杆式杆件进行比较实验。

摘要： 本实用新型提供了一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置，包括可拆卸夹持装置(2)，所述可拆卸夹持装置(2)设有容置试件(6)的通孔(5)，通孔(5)两侧设有定位部件；所述试件(6)前后端匹配安装有入射杆(1)以及投射杆(4)。本实用新型还提供了一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载方法。本实用新型通过上下可拆卸的结构以及定位部件提高了试件的测试准确度；本实用新型通过刻度尺以及定位槽、定位块以及螺栓螺母之间的配合可以对装置进行微调，保证了测试过程试件处于被动围压状态。本实用新型结构简单、安装拆卸方便；能够实现试件放置的精准化，便于后期维护。