土壤冲击特性的实验研究

本文利用分离式Hopkinson压杆研究了土体在不同应变率条件下的冲击动态力学性能，发现土体有明显的应变率效应，与静载相比，冲击荷载下土的动强度和动模量均有很大的提高。     

复合射孔枪枪身材料动态本构关系的试验研究

为确定复合射孔枪枪身材料32CrMo4钢在井下高温、高加载率工作环境下的动态性能,利用MTS试验机和分离式Hopkinson冲击压杆装置做了应变率为0.001、1000和3000/s,温度为294、373、473和573K的单轴动态压缩试验,得到32CrMo4钢各组温度及应变率下的流动应力-应变曲线。拟合得到该钢Johnson-Cook本构关系模型所需的5个参数,模型拟合曲线与试验曲线吻合。     

Flow stress of high density polyethylene and nylon 66 at high rates of strain

Measurement of the flow stress of high density polyethylene (HDPE) and nylon 66 at strain rates of 10³ s^?1 using a split Hopkinson pressure bar technique is discussed. The flow stress at a strain of 10% has been determined for both polymers at 20°C. The intrinsic errors involved in this technique are briefly reviewed. The results indicate that the flow stress of HDPE and nylon 66 were 50MPa and 150MPa, respectively, at strain rates of about 10³s^?1.     

定向凝固水平连铸多晶铜的动态本构方程

以带有同步组装技术的分离式Hopkinson压杆装置作为热模拟装置，采用基于MTS（Mechanical Threshold Stress）模型建立的FCC晶体结构的动态本构方程，确定了定向凝固水平连铸多晶铜动态本构方程参数，研究了其动态冲击特性，获得高温段（685K-1085K）的理论应力-应变曲线与实验曲线相当吻合，而在低温段（低于685K）的理论曲线与实验曲线出入较大。结果也表明定向凝固水平连铸多晶铜在485K和685K之间有一温度能使其回复能达到阀值。     

不同温度下AZ31镁合金绝热剪切变形局域化

为了了解镁合金在不同温度高应变率载荷作用下发生变形局域化的特点,进而揭示镁合金在高速冲击载荷作用下发生绝热剪切的特殊规律,采用分离式Hopkinson压杆对挤压态AZ31镁合金进行了常温及高温的高速冲击压缩试验,而后对不同温度冲击后的试样通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜进行变形机制的分析.结果表明:常温下试样在受到剪切力后,在剪切区的裂纹周围产生了大量的孪晶;高温下试样的剪切区内产生了明显的绝热剪切带,并且在剪切带周围发现了大量平行的孪晶.在TEM下观察到剪切带内为等轴晶晶粒,在剪切区内发生了动态再结晶过程.     

短切碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的高温冲击压缩力学性能

采用先驱体浸渍裂解法(即PIP法)制备出3种不同短切碳纤维(C_(sf))体积分数的圆柱形短切碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_(sf)/SiC复合材料)试件,通过高温加热装置和自组装功能的霍普金森压杆装置对试件进行高温和动态荷载耦合作用下的冲击压缩试验,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察C_(sf)/SiC复合材料断口形貌,对试件的破坏形态进行分析。试验结果表明,采用PIP法制备的C_(sf)/SiC复合材料试件中C_(sf)分布均匀,在外应力作用下C_(sf)/SiC复合材料试件发生破坏,碳纤维和碳纤维束与SiC基体脱粘被不断拔出。试件的抗压强度随C_(sf)体积含量的增加而呈现先增加后减小的变化趋势,C_(sf)体积含量为21%的试件抗压强度最高,为96.55 MPa。与常温相比,在高温压缩试验中随着复合材料试件平均温度的升高,C_(sf)/SiC复合材料试件破碎后的块度越来越大,整体性越来越好,当温度达到300℃时,C_(sf)体积含量对C_(sf)/SiC复合材料试件抗压强度的影响较小。     

灰岩和白云岩动态压缩力学性能的SHPB实验

为了得到爆破荷载作用下岩石的破坏特性及爆破振动波的传播特性,利用RMT-150C多功能实验机和改进后的ф50mm的分离式Hopkinson压杆装置,分别研究灰岩和白云岩试件的静态力学特性和在5种不同应变率等级下的动态力学性能。实验结果表明,随着平均应变率的增加,灰岩和白云岩试件的动态抗压强度、峰值应变、吸收能、比能量吸收值以及破碎程度都明显增加,表现出显著的应变率效应,而初始弹性模量对应变率的相关性不敏感。从岩石的动态抗压强度和能量吸收两个方面,对比分析灰岩和白云岩动态力学性能的共性和差异性,更合理地解释了岩石在动态冲击荷载下的破坏本质。     

爆炸场结构振动参数探测装置设计

为掌握爆炸冲击波引起的毁伤目标冲击振动加速度信号在距爆心不同距离上的规律,利用存储测试技术,设计研制了一种可相对独立工作的便携式结构振动遥测探测头。为了准确掌握探测头系统的动态性能,应用霍普金森杆进行了冲击加速度动态标定测试,结果表明该系统在量程范围（-5000~50000g）内性能良好。通过现场3kg TNT实弹动爆试验,系统成功的记录了冲击振动加速度信号,测试结果对评估炸药的毁伤威力性能具有重要的参考价值。     

高温高应变率下AM60B镁合金力学性能及失效行为

为了研究镁合金在高温、高应变速率下的变形行为及失效机制,采用分离式Hopkinson压杆在应变速率为1 600~4 500 s^-1、温度为27~150 ℃范围内,对真空压铸AM60B镁合金进行了动态压缩实验,并采用金相显微镜和扫描电子显微镜对压缩后的组织进行了观察.结果表明:在所测试的应变范围内,随着应变率的提高,应力-应变曲线均呈现上升趋势,且最大应变也随之增加,表现出正应变率强化效应.在150 ℃时真空压铸AM60B镁合金变形能力最好; 50 ℃时断裂强度最高.真空压铸AM60B镁合金在高温及高应变率下的断裂方式为以解理断裂为主并伴有韧性断裂的混合断裂方式.当变形温度低于150 ℃时,真空压铸AM60B镁合金在高应变率压缩下的变形机制主要是滑移.