铝合金LF6R和纯铝L4R在高应变率下的动态应力应变关系

国外对铝及其合金在高应变率下的动态力学性能的实验研究表明:纯铝是应变率敏感材料,其高应变率(10~3s~(-1))下的流动应力约比准静态(10~(-4)—10~(-3)s~(-1))下的提高20—60%;而时效硬化铝合金则对应变率不敏感,在10~(-4)—10~3s~(-1)的应变率范围内,其应力应变关系σ—ε随应变率(?)无明显变化,这常归因于沉淀硬化效应。对于国产纯铝和铝合金,尚无类似的实验研究报导。特别对于所谓不能热处理强化(非沉淀硬化)的变形铝合金的(?)敏感性,国内外文献均未见报导。本文用自制的分离式Hopkinson压杆冲击装置,在直到10~3s~(-1)的高应变率下,对国产非沉淀硬化防锈铝     

基于Hopkinson杆的材料高应变率拉伸实验技术

分离式霍普金森杆(Split Hopkinson Bar)是测试材料在高应变率加载下力学行为的一种有效的实验手段.本文基于霍普金森杆测试原理,设计和研制了气枪式变截面间接杆杆型高应变率拉伸实验装置.该装置具有完备的、高精度的水平和轴向基准,采用等高的固定支撑,保证了杆-杆型实验系统具有良好的共轴度;入射杆与撞击套筒之间设有导向管,避免了撞击套筒直接与入射杆接触而产生的相互干扰;在导向管内设有支撑圈,以减小入射杆与导向管直接接触而产生的摩擦,并消除入射杆的径向跳动;采用前置金属短杆来获得光滑、平稳且幅值和宽度可调的拉伸入射加载脉冲.对LY12CZ铝合金在两种应变率下初步的验证性实验表明,该高应变率拉伸实验装置的设计是合理的,实验获得的应力—应变结果是可靠、有效的.     

慎重选取广义坐标

<正> 刘延柱、杨海兴编《理论力学》(高等教育出版社,1991)第529页有这么一道题:质量为m 的单摆D 由不计质量的OD 杆连接,可绕O 转动,杆上一点A 与B以一刚度系数为k,原长为l_(?)的弹簧连接(见图1).设OA=l,OD=L,OB=2l.试求单摆的平衡位置,并讨论其稳定条件.单摆自由度为(?).取广义坐标可有两个方案:(?)或ρ.设过O 点的水平面为重力零势面;以B 为中心,     

慎重选取广义坐标

刘延柱、杨海兴编《理论力学》(高等教育出版社,1991)第529页有这么一道题:质量为m 的单摆D 由不计质量的OD 杆连接,可绕O 转动,杆上一点A 与B以一刚度系数为k,原长为l_(?)的弹簧连接(见图1).设OA=l,OD=L,OB=2l.试求单摆的平衡位置,并讨论其稳定条件.单摆自由度为(?).取广义坐标可有两个方案:(?)或ρ.设过O 点的水平面为重力零势面;以B 为中心,     

微型Hopkinson杆技术

介绍了一种可对材料进行更高应变率动态性能实验的微型Hopkinson杆技术,对金属材料其应变可超过104 s-1。使用激光径向位移测试仪和与传统Hopkinson杆对比实验,对微型Hopkinson杆技术的有效性进行了验证。实验结果表明,微型Hopkinson杆确定的试样应变与激光径向位移测试的结果相当吻合;在低应变率范围内,与传统Hopkinson杆的实验结果有很好的一致性。从而证明了微型Hopkinson杆技术可进行应变率在104 s-1以上材料的动态力学性能实验。     

高温分离式Hopkinson压杆技术及其应用

本文介绍了在分离式Hopkinson压杆装置上通过使用一种气动同步机构,实现对试样进行高温高应变率加载的技术。利用此技术仅对试样加高温度而保持入射杆和透射杆与试样脱离且处在较低温度,到预定温度时,借助气动同步机构使入射杆、透射杆与试样接触并同时实现对试样加载。利用波形抑制技术,仅对试样实现一次加载,入射杆中的后续二次加载波通过反作用质量块吸收。通过这些技术的结合,1)可以进行材料在高温高应变率下应力应变测试;2)可以测试材料在高应变率不同温度下的等温曲线;3)可以间接对材料的塑性功热转换系数进行测试;4)可以进行不同温度高应变率下的中断跳跃试验等。在文中给出了一些典型的试验曲线和结果,并对测试方法和结果进行了分析讨论。     

两点应变测量法在SHPB测量技术上的运用

介绍了两点应变测量法在分离式Hopkinson压杆 (SHPB)测量技术上的运用。该方法通过测量一根压杆两个不同地方的应变 ,利用一个简单的反复过程将压杆中相对传播并叠加在一起的右行波与左行波分离 ,从而利用输入杆对试件的多次加载来研究软材料的动态力学性能。利用该方法计算所得的最大应变比利用传统SHPB测量技术得到的最大应变增大了 2～ 3倍。     

用于脆性材料的Hopkinson压杆动态实验新方法

岩石、陶瓷或混凝土等脆性材料,在用Hopkinson压杆对其实施高应变率加载实验时,由于其破坏应变很小,试件通常在加载入射波的波头部分（含初始上升沿和较大的弥散振荡部分）就已破坏失效,因此采用常规的实验或数据处理方法很难得到精确有效的实验结果,本文提出的Hopkinson压杆装置预留间隙实验法能使加载入射波波幅振荡明显减且初始上升时间为零,有效地减小了弹性波弥散带来的误差,使贴于压杆中部的应变片测得的信号经处理后很大程度上直接反映的是试件端面的实际受力状态,且由于避免了试件在加载波上升沿段的稳定受力而使应变率历史曲线更趋于恒定,这为提高Hopkinson压杆装置的实验精度,特别是为脆性材料提供了一种实施高应变率实验的实用可行的途径。     

《小问题》2019-5解答

正问题:如图1所示,两个小球构成3自由度的机构,铰链O可以绕竖直轴z轴自由转动,直角弯杆与铰链铰接,可绕过O点的x轴自由转动,小球A固定在弯杆的末端,小球B由直杆约束绕O′A轴自由转动。铰链的质量和尺寸均忽略不计,各杆均为轻杆,直杆和直角弯杆两段的长度均为a,两小球质量均为m。(1)在图1所示位置,小球A的坐标为(0, a,-a),小球B的坐标为(a, a,-a),求系统由静止释放时,施     

确定材料在高温高应变率下动态性能的 Hopkinson杆系统

描述了一种利用Hopkinson杆装置确定在高温（温度可高达1 173 K）、高应变率下材料动态性能的试验方法。在试样加温过程中,试样不与入射杆及透射杆接触。当试样加热到预定温度时,气压驱动同步组装系统,推动透射杆及试样,使得应力波到达入射杆与试样接触面时,入射杆、试样及透射杆紧密接触。利用以上系统,完成了连铸单晶铜及上引法连铸多晶铜从室温到1 085 K范围内的应力应变曲线。测试结果表明,不论是上引法连铸多晶铜还是连铸单晶铜,流动应力随温度的升高而下降,在温度低于585 K时,材料的应变硬化率明显大于在温度高于585 K时的应变硬化率。     

宽应变率范围下2A16-T4铝合金动态力学性能

为了研究2A16-T4铝合金的动态力学性能,利用电子万能试验机、高速液压伺服试验机及霍普金森压杆(SHPB)装置进行常温下准静态、中应变率和高应变率的动态力学性能实验,得到不同应变率下的应力应变曲线,基于修正的Johnson-Cook本构模型对它进行拟合,并分析材料中应变率力学特性对模型应变率敏感参量的影响。结果表明:2A16-T4铝合金在应变率10-4~102 s-1范围内应变率敏感性较弱,而在102~103 s-1范围内应变率敏感性较强,且应变率强化效应随塑性应变的增大而减小;同时,在10-4~103 s-1范围内具有较强的应变硬化效应,且应变硬化效应随应变率的增大而减小;此外,修正Johnson-Cook本构模型的拟合结果与实验结果吻合很好,能够很好表征材料的动态力学行为,且考虑材料中应变率力学特性可提高本构模型参量的准确性。     

小问题

349.如图所示的细长杆正方形框架,边长为a,各杆的El相同.图1(a)和图1(b)中作用力均沿AC方向,但是作用力方向不同.问两种情况下系统失稳的临界力各是多少?(a)(b)图1统系350.亦笛二奏拉格朗日方程中.当主动力有势且拉氏函数不显含某一广义量守恒的物理意义,坐标时,存在广义动量守恒.关于广义动涌堂本蕊妹平劫时愉素纬的动量守佰竺在系统定轴转动时为系统的动量矩守恒.那么是否存在的动量与动量矩以某种组合方式出现的真正的“广义”小问题@王灿星$浙江大学力学系 @高云峰$清华大学工程力学系…     

用摄动法计算屈曲问题的一个简单实例

在摄动理论里,退化方程的解u_0(零级近似)如果有两个以上的延拓形式,便称解在u_0发生分叉。这个分叉的定义告诉我们,只要在零级近似中找到多值的条件,便可以求得临界载。这或许可以作为一个普遍的方法。为了确定起见,我们考虑只在杆端受到集中力P和扭矩M作用的情况(如图1所示)。假设杆在无应力状态时中心线是直线,在发生变形以后中心 ...     

较低应变率大应变条件下聚氨脂泡沫材料的态力学性能实验

利用加长型分离式霍普金森压杆(入射杆长6000mm、子弹长800mm)研究聚氨脂泡沫材料在较 低应变率大应变条件一维应力状态下的动态力学性能,获得了约550s的长加载脉冲,得到了该材料在应变 率520s-1、应变0.15条件下的应力应变曲线,对较低应变率条件下,应变率与动态应力平衡之间的关联进行 了讨论。     

动态拉伸试验中试样应变测试的有效性分析

为了评估将试样通过胶粘连接到加载杆的Hopkinson杆装置所获得试样应变的有效性,对四种强度刚度差异较大的纤维增强复合材料进行了动态拉伸试验。试验时,试样通过环氧胶和杆夹层粘接,试样的应变分别按照Hopkinson杆一维应力波理论计算和试样上应变计直接准确测量得到。结果证明：对小变形碳纤维复合材料,按一维应力波理论计算的应变与试样上直接所测应变值偏差超过100%;对较大变形的GFRP和KFRP层合板,两者偏差小于40%。说明采用Hopkinson杆一维应力波理论计算的试样应变不准确。为修正不准确性,一是通过大量数据分析建立按一维应力波理论计算值与直接测量应变之间的关系式,用此式可使此试验装置获得有效的试样应变;二是借助ABAQUS有限元模拟分析得出粘胶层以及试样过渡弧段的变形,用一维应力波理论计算的应变减去此变形,也可获得有效的试样应变。     

PVDF压电薄膜用于Hopkinson压杆测量泡沫金属的动态性能

首先对PVDF(polyvinylidene fluoride)压电薄膜在不同温度不同压力作用下的响应进行了系统的试验研究。然后在Hopkinson压杆系统的透射杆之间夹上PVDF压电薄膜,对其动态响应进行了检验。最后应用这个镶嵌PVDF压电薄膜的Hopkinson压杆系统,测试了泡沫铜材料在不同应变率下的应力应变关系。结果表明:(1)PVDF压电薄膜的压电常数D33是随温度和压力而变,实际应用时应对其进行标定;(2)PVDF压电薄膜可有效的用于Hopkinson压杆系统来测试低强度泡沫材料或低阻抗材料的动态响应;(3)当应变率小于0.1/s时,泡沫铜的塑性流动应力对应变率不敏感,在约400/s到5000/s应变率范围,应变小于40%下泡沫铜对应变率也不敏感。但当应变大于约20%,应变率高于400/s时,与低应变率下的值比较,塑性流动应力的应变率敏感性增加。     

对平面应变问题的讨论

<正> 文献[1]给出的平面应变定义有些不妥,下面加以讨论。(1)符合平面应变定义但不是平面应变问题如图1所示等截面矩形柱体受自重ρg 作用,底面(x=h)为光滑接触面,其它五面自由,且 l 远比 h、b     

大直径SHPB弥散效应的二维数值分析

采用轴对称动态有限元HONDO程序对大直径SHPB装置中压杆横向泊松效应引起的应力波弥散进行二维数值分析,并从以下三个方面讨论波形弥散的影响：（1）SHPB装置中压杆直径和杆长对弥散结果（主要是升时）的影响;（2）压杆中的波形弥散对试件应力-应变曲线的影响;（3）弥散对试件应变率的影响。分析表明,在直径SHPB弥散效应对实验结果的影响很大,必须考虑。     

欧拉公式对针叶树木材压杆的适用范围

<正> 求细长压杆的临界应力用欧拉公式式中(?)为细长压杆的临界应力;E 为压杆材料的弯曲弹性模量;λ为压杆的柔度.式(1)由压杆的挠曲线近似微分方程推导得出.该方程只有在材料服从虎克定律的条件下才能成立.由     

一类材料力学超静定结构的优化分析

<正>题目结构由不计自重的刚性梁ABC、圆形截面弹性杆1和2组成,如图1所示两杆的横截面面积分别为A_1和A_2,弹性模量均为E,许用正应力均为[σ],稳定安全因数均为n_(st)。已知刚性梁上作用均布载荷q,在满足杆件1的强度和杆件2(假定为大柔度杆)的稳定性条件下,为使两杆件使用材料总量最少,试确