首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
大直径SHPB装置的数值模拟及实验误差分析   总被引:5,自引:1,他引:4  
介绍了用于混凝土冲击试验的Φ100SHPB装置。利用数值模拟和应变测试相结合的方法讨论了应力波在该装置中的传播特性。二维效应导致应力波在大直径SHPB装置传播过程的弥散现象。同时在实验的大部分时间内大尺寸试样的应力(应变)存在不均匀性。因此大直径SHPB装置进行混凝土冲击压缩应力-应变曲线的实验研究会产生误差。利用数值模拟分析了误差影响程度,同时验证了用混凝土试样应变和透射杆应力得到应力-应变曲线初始段的可行性。  相似文献   

2.
SHPB实验中试件内早期应力平衡分析   总被引:8,自引:3,他引:5  
分析了影响SHPB实验试件中早期应力平衡的外部因素,如光滑入射波及其上升时间、压杆波阻抗及压杆与试件横截面积之比等。研究结果表明,当用传统的SHPB装置产生的入射波加载试件时,宜采用与试件波阻抗接近的压杆;在相同的试验条件下,直径较大的试件,其内部应力达到均匀分分布的状态快于小直径的试件,最后给出了改善试件早期应力均匀性的方法。  相似文献   

3.
大尺寸Hopkinson压杆及其应用   总被引:9,自引:2,他引:7  
本文介绍了国内最大尺寸的SHPB装置;讨论了在大尺寸SHPB装置上测量混凝土类材料动态力学性能将会出现的几个问题;采取了在入射杆的打击端加设波形整形器,在试件与杆件之间加设万向头及在试件上直接测量应变等新的实验技术及采用新的数据处理方法,提高了试验结果的精确度和可信度;简要介绍了利用ф100 SHPB装置对四种体积含量(0,2%,4%和6%)钢纤维高强混凝土进行三种应变率(10~20/s,35~45/s和75~85/s)的冲击压缩实验。实验结果表明,钢纤维高强混凝土具有较强的应变率效应,其破坏应力、峰值应变随应变率增加而显著增加,弹性模量也随应变率增加而增加。另外,钢纤维含量对混凝土具有增韧效应,随着钢纤维含量的增加,其韧性增大,脆性降低。  相似文献   

4.
921A钢纯剪切帽状试件在SHPB实验中的动态变形   总被引:1,自引:0,他引:1  
应用ANSYS/LS-DYNA软件,开展了一系列基于921A钢纯剪切帽状试件的SHPB数值模拟.结合SHPB系统应力波理论,研究不同加载速率v0(或应力脉冲I(t))下,特别是高应变率(约106 s-1)下的压杆轴向应变波形以及相应的试件动态变形特性,并对高速撞击下压杆中应变波形的适用性作了相关讨论.  相似文献   

5.
本文提出一种基于高速摄像和数字图像相关方法(DIC)的分离式Hopkinson压杆(SHPB)测量技术,从而实现试件应变和两端应力的同步测量。即在与试件接触的输入输出杆两端制作散斑,通过高速摄像获取SHPB实验过程中的散斑变形图像,由DIC测得各时刻试件的应变、输入输出杆端的应变(可直接换算为试件两端的应力)。由于试件和杆端的应变都是从同一张高速摄影的图像上分析得到的,因此它们是同步的。应用该方法对钢纤维混凝土试件的SHPB试验进行了测量,测量结果与传统应变片测量结果吻合,验证了该方法的可行性。该技术不仅实现了SHPB实验中试件应变和应力的同步测量,还将有助于直接检验各材料在SHPB实验中试件两端的力在实验过程中是否平衡。  相似文献   

6.
罗鑫  许金余  李为民  张军 《实验力学》2010,25(4):451-456
在评判不同材料的整形器对加载波形的改进效果的应用背景下,对比研究了不同形态的应力脉冲在霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)中的弥散效应。利用有限元软件LS-DYNA建立了杆件的三维有限元模型,在杆端分别施加矩形、三角形和半正弦形的应力脉冲,分析了波形振荡、前沿升时和应力峰值随传播距离的变化规律,并运用频谱分析的方法进行了理论解释。结果表明:三角应力脉冲和半正弦应力脉冲在各个方面都比传统的矩形应力脉冲表现出了更小的弥散效应;半正弦应力脉冲在传播过程中比三角应力脉冲更能控制其形态,能有效地减少弥散效应,提高Φ100mm SHPB实验精度,是岩石类非均质材料的理想加载波形;频谱分析的方法能从理论方面有效地解释应力脉冲信号在SHPB实验中的弥散现象。由此可见,波形整形设计的理想目标为具有较宽历时的半正弦应力脉冲。  相似文献   

7.
为探讨UHPC试件惯性效应对SHPB加载过程的影响,采用大型有限元分析软件LS-DYNA从试件直径、长径比以及恒应变率加载等角度出发,开展了相应的数值模拟与分析。通过对软件中Karagozian-Case-Concrete (KCC)损伤模型参数取值进行优化,建立了基于SHPB技术的UHPC材料冲击压缩数值模型并与试验验证。在此基础上,开展不同UHPC试件直径、长径比以及有无整形器下的参数分析,探讨其对SHPB试验中径向惯性效应的影响。结果表明:(1)为实现加载过程中一维应力传播和UHPC试件应力平衡,试件直径建议按0.90~0.95倍杆件直径取值;(2) UHPC试件长径比对试件加载过程中的应力平衡影响较小,但综合试件中钢纤维分布均匀性以及破坏前一维应力传播,建议按0.35~0.45取值;(3)实现恒应变率加载是UHPC材料在SHPB冲击试验中消除径向惯性效应的重要前提。  相似文献   

8.
平琦  马芹永  袁璞 《爆炸与冲击》2013,33(6):655-661
运用一维应力波理论,分析了弹性应力波在分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验中的传播过程,推 导出试件和压杆中应力分布相关计算公式。探讨了有关因素对试件应力平衡时间的影响规律,发现试件应力 平衡时间受试件/压杆广义波阻抗比和入射加载升时的影响显著,而不受试件/压杆截面积比和入射加载应力 幅值的影响。结合岩石SHPB实验,计算分析了不同入射加载应力幅值在不同入射加载升时情况下,试件达 到应力平衡时的应变变化特征,并提出了降低试件在应力平衡时的应变控制方法,使试件在未达到断裂应变 之前达到应力平衡,以保证实验的有效性。得出的结论对岩石类脆性材料SHPB实验方案设计具有一定的 参考意义。  相似文献   

9.
变形模式对多孔金属材料SHPB实验结果的影响   总被引:5,自引:0,他引:5  
利用两种改进后的Hopkinson杆实验分别测得多孔金属材料冲击端和支撑端的应力.实验结果及高速摄影表明,随着撞击速度的增加,试件两端的应力均匀性变差,分别对应着泡沫材料的3种变形模式:准静态模式、过渡模式、冲击模式.实验得出在冲击模式下,冲击端与支撑端的应力与试件的厚度无关,但是与试件的密度有关.在多孔金属的高应变率实验中,变形模式对SHPB实验有很大的影响,轴向惯性(波动)效应会导致试件两端的应力不均匀,此时利用SHPB得出的实验结果将会是应变率效应和惯性效应的耦合,不能真实反映材料的动态力学性能(应变率效应).  相似文献   

10.
采用SHPB(split Hopkinson pressure bar)实验技术测量了3种不同尺寸纯铁试样的动态压缩应力应变关系,根据实验结果提出一个经验模型,定量分析了SHPB实验中压杆/试样表面接触变形对应变测量的影响。分析表明,在轴向应力平衡条件下,表面的接触变形对弹性段的应变测量影响显著;对塑性段应变测量的影响与试样的强化模量和长度相关,当试样强化模量较大而长度较小时,这种影响将不可忽略,可根据影响量的经验分析模型对应变进行修正。  相似文献   

11.
粘弹性Hopkinson压杆中波的衰减和弥散   总被引:11,自引:0,他引:11  
研究了线性粘弹性Hopkinson压杆中由于粘性效应和横向惯性效应引起的就力波衰减和弥散。导出计及横向惯性效应的线性粘弹性杆中纵波控制方程和应力解应变解,进而导出表征波衰竭和弥散性质的纵波传播系数的修正公式。这一修正公式计入粘性效应和几何效应,与Bacon公式相比,其形式简单,更便于在实验数据处理中应用。最后利用实验方法测定了有机玻璃杆的传播系数。  相似文献   

12.
SHPB实验数据处理的规范化问题讨论   总被引:2,自引:0,他引:2  
从SHPB实验的一维应力假设出发,确定了入射、反射和透射波的起点位置的判读办法,提高了SHPB实验结果的准确性,并规范了SHPB实验的数据处理。另外,从动量守恒的角度,提出了标准入射波平台高度的判读办法。该方法可以避免弥散振荡对判读入射波平台高度的干扰,并排除人为因素的影响,提高了压杆应变片灵敏系数的标定准确性和标定过程的规范化程度。通过对比理论结果和数值模拟研究的结果,这两种数据处理方法的准确性得到了验证。  相似文献   

13.
An experimental method is developed to perform Hopkinson tests by means of viscoelastic bars by considering the wave propagation attenuation and dispersion due to the material rheological properties and the bar radial inertia (geometric effect). A propagation coefficient, representative of the wave dispersion and attenuation, is evaluated experimentally. Thus, the Pochhammer and Chree frequency equation is not necessary. Any bar cross-section shapes can be employed, and the knowledge of the bar mechanical properties is useless. The propagation coefficients for two PMMA bars with different diameters and for an elastic aluminum alloy bar are evaluated. These coefficients are used to determine the normal forces at the free end of a bar and at the ends of two bars held in contact. As an application, the mechanical impedance of an accelerometer is evaluated. A part of this work has been performed in the Laboratoire Matériaux Endommagement Fiabilité of the Ecole Nationale Supérieure des Arts et Métiers de Bordeaux.  相似文献   

14.
This paper examines a laser extensometer to calculate the strain in a sample during split Hopkinson pressure bar (SHPB) experiments. This method offers a non-contact, direct method for measuring sample strain which does not rely on one-dimensional wave propagation assumptions. First a single bar experiment is used to compare the extensometer’s accuracy and frequency response against a laser vibrometer and an accelerometer. The extensometer showed a close match with the vibrometer up to a bandwidth of 10 kHz. With the performance validated, the extensometer is applied to a SHPB experiment with silicone samples. For low strains, the extensometer shows a good match to the strain determined by strain gauges on the bars. At higher strains, the radial expansion of the sample can interfere with the measurement beam from the extensometer and produce inaccurate results.  相似文献   

15.
介绍了SHPB实验中的波分离技术基本原理,该方法利用两相距很近应变计测量信号分离重叠的入射波和反射波。由于两应变计的距离很近,在弹性杆可以忽略应力波传播的弥散。由于应变计的位置可以非常接近试样,减少了实验中因应力波弥散产生的误差。利用该方法对混凝土进行了冲击压缩实验研究,得到了混凝土的动态应力-应变关系。讨论了测量误差导致波分离技术的误差。  相似文献   

16.
In this paper, the wave propagation and dynamic response of the rectangular FGM plates with completed clamped supports under impulse load are analyzed. The effective material properties of functionally graded materials (FGMs) for the plate are assumed to vary continuously through the plate thickness and be distributed according to a volume fraction power law along the plate thickness. Considering the effects of transverse shear deformation and rotary inertia, the governing equations of the wave propagation in the functionally graded plate are derived by using the Hamilton’s principle. A complete discussion of dispersion of the FGM plates is given. Using the dispersion relation and integral transforms, exact integral solutions for the FGM plates under impulse load are obtained. The influence of volume fraction distributions on wave propagation and dynamic response of the FGM plates is analyzed.  相似文献   

17.
杨洪升  李玉龙  周风华 《力学学报》2019,51(6):1820-1829
在应力波传播过程中,几何弥散效应往往难以避免.对应力波在弹性杆中传播的几何弥散效应进行解析分析,对于基础波动问题研究以及材料动态力学行为表征等课题,显得至关重要.本文简单说明了弹性杆中考虑横向惯性修正的一维 Rayleigh-Love应力波理论,概述了其波动控制方程的变分法推导过程;针对 Hopkinson杆实验中常用的梯形应力加载脉冲,建立了相应的偏微分方程初边值问题的求解模型,并运用 Laplace变换方法研究了脉冲在杆中传播的几何弥散现象;根据留数定理进行 Laplace反变换,给出了杆中不同位置和时刻的应力波的级数形式解析解,分析了计算项数对结果收敛性的影响;将解析计算结果与采用三维有限元数值模拟的计算结果进行对比,两者吻合程度良好,从而证明 Rayleigh-Love横向惯性修正理论可以有效地表征典型 Hopkinson杆实验中的几何弥散效应.在此基础上围绕梯形加载脉冲的弥散效应进行参数研究,定量描述了传播距离、泊松比、脉冲斜率等参数的影响.本文给出的 Rayleigh-Love杆在梯形加载条件下的解析解,揭示了几何弥散效应的本质规律,可以用于实际实验的弥散修正过程.   相似文献   

18.
To observe the plastic wave propagation, an experimental setup is designed with a SHPB facility and a high speed digital camera. Two types of OFHC copper were selected as specimen materials: in the cold work condition and after total annealing, which represent non strain hardening and strain hardening material respectively. The rise time of incident impulse in the SHPB test is relevant to bar’s radius. A maximum allowable specimen length and a maximum allowable impact velocity (MAIV) of striker are proposed for the SHPB test. The propagation of plastic waves is observed along specimen length at the beginning of specimen’s plastic deformation in SHPB test. However, for both types of material, no plastic wave motion is caught along specimen length for large plastic strain level. Side confinement effect of friction is found to be significant, even with lubricant in the experiment.  相似文献   

19.
Asbtract The structure of shock waves in liquids containing gas bubbles is investigated theoretically. The mechanisms taken into account are the steepening of compression waves in the mixture by convection and the effects due to the motion of the bubbles with respect to the surrounding fluid. This relative motion, radial and translational, gives rise to dissipation and to dispersion caused by the inertia of the radial flow associated with an expanding or compressed bubble. For not too thick shocks the dissipation by radial motion around the bubbles dominates over the dissipation by relative translational motion, in mixtures with low gas content. The overall thickness of the shock appears to be determined by the dispersion effect. Dissipation, however, is necessary to permit a steady shock wave. It is shown that, analogous to undular bores, a stationary wave train may exist behind the shock wave.  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号