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应用霍普金森压杆试验分析柠条动态力学特性
1
作者 李春东 张家宁 +1 位作者 曹丽英 张晓礼 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期102-106,共5页
为研究柠条的动态力学特性,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对柠条的横纹、顺纹试件进行动态压缩试验。通过改变驱动气压,使撞击杆分别以12、19、26 m·s^(-1)的初速度对入射杆撞击,比较不同应变率时,柠条试件的应力表现、破坏形... 为研究柠条的动态力学特性,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对柠条的横纹、顺纹试件进行动态压缩试验。通过改变驱动气压,使撞击杆分别以12、19、26 m·s^(-1)的初速度对入射杆撞击,比较不同应变率时,柠条试件的应力表现、破坏形态。结果表明:在相同的冲击能作用时,柠条顺纹试件的动态屈服应力强于横纹试件;随着应变率的提升,顺纹试件的动态屈服强度变化程度高于横纹试件,且应变率效应亦强于横纹试件。由动态应力-应变特性可知,柠条横纹试件经历弹性变形和弱强化两个阶段,顺纹试件经历弹性变形和压溃两个阶段。对柠条横纹试件动态屈服点后的应力-应变特性曲线,采用修正后的Johnson-Cook(J-C)本构模型进行拟合,获得良好的拟合度。 展开更多
关键词 柠条 霍普金森压杆试验 顺纹 横纹 动态力学特性
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基于空气炮和分离式霍普金森压杆的火工品高加速度力学过载模拟试验等效方法研究 被引量：3
2
作者 张蕊 付东晓 +5 位作者 都振华 童书辉 杜军 任斌 李芳 刘虎 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期178-183,共6页
针对分离式霍普金森压杆(SHPB)试验无法用加速度描述其对火工品的影响问题,利用空气炮和SHPB试验后所得的半导体桥火工品轴向应变、作用时间和芯片发火能量等结果,将空气炮试验的加速度等效至SHPB试验的子弹速度上,获得了SHPB试验的子... 针对分离式霍普金森压杆(SHPB)试验无法用加速度描述其对火工品的影响问题,利用空气炮和SHPB试验后所得的半导体桥火工品轴向应变、作用时间和芯片发火能量等结果,将空气炮试验的加速度等效至SHPB试验的子弹速度上,获得了SHPB试验的子弹速度与加速度的等效方程。建立了基于SHPB试验的火工品加速度力学过载模拟试验方法。 展开更多
关键词 火工品 力学过载 试验方法 霍普金森压杆(SHPB)
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霍普金森试验下沙柳顺纹动态力学特性分析 被引量：2
3
作者 段明泽 刘志刚 +3 位作者 李国良 裴承慧 张少勇 冀振 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期52-56,共5页
为研究沙柳顺纹方向的动态力学特性,利用分离式霍普金森压杆试验技术对沙柳顺纹浸泡材、生材和气干材的动态力学性能进行研究,分析应变率效应对试件动态力学性能的影响。将不同类型的沙柳顺纹试件在平均应变率为300,500和800 s-1条件下... 为研究沙柳顺纹方向的动态力学特性,利用分离式霍普金森压杆试验技术对沙柳顺纹浸泡材、生材和气干材的动态力学性能进行研究,分析应变率效应对试件动态力学性能的影响。将不同类型的沙柳顺纹试件在平均应变率为300,500和800 s-1条件下的动态屈服应力进行了比较并分析了原因,阐述了沙柳顺纹试件在动态压缩试验中的阶段特性,得到了3组试件分别在不同平均应变率条件下的破坏形态并分析了其形成原因。对试验结果分析后发现,沙柳顺纹方向具有较明显的应变率效应。在同一平均应变率条件下,沙柳顺纹材的动态屈服应力依次为浸泡材<生材<气干材。沙柳顺纹方向的动态应力-应变响应特性可分为弹性变形、塑性坍塌和失稳压溃3个阶段。3组沙柳顺纹试件在较高平均应变率的冲击载荷作用下均被压溃形成细小的片状碎屑,但是由于浸泡材和生材中的水分与纤维之间的摩擦力作用,使这两组试件中的细小片状碎屑仍黏在一起,未出现散落现象。 展开更多
关键词 沙柳 顺纹 霍普金森压杆试验 动态力学特性 动态屈服应力
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基于霍普金森压杆试验研究闭孔泡沫铝的动态压缩力学性能
4
作者 张晓忠 曾斌 +2 位作者 徐戎 王静 金峰 《机械工程材料》 2025年第4期69-74,共6页
结合波形整形技术,根据弹长调试和整形器调试结果改进常规霍普金森压杆试验装置,研究了不同密度(0.48,0.61,0.70 g·cm^(-3))闭孔泡沫铝在应变速率150,700,1 400 s^(-1)下的动态压缩力学性能。结果表明:增加弹长可以在获得较大变形... 结合波形整形技术,根据弹长调试和整形器调试结果改进常规霍普金森压杆试验装置,研究了不同密度(0.48,0.61,0.70 g·cm^(-3))闭孔泡沫铝在应变速率150,700,1 400 s^(-1)下的动态压缩力学性能。结果表明:增加弹长可以在获得较大变形的同时实现应变速率的下降,故选用3 m长子弹与4 m长入射杆和透射杆;相比无整形器时,使用直径为20 mm的6层瓦楞纸板整形器后,试样波形持续时间和上升沿时间较长,且在208μs后就基本达到应力均匀性要求;随着应变速率增加或密度增加,闭孔泡沫铝的压溃应力、屈服强度和平台应力均增大,动静态屈服强度比与相对应变速率(相对于准静态应变速率0.001 s-1)成近似幂函数关系,呈现一定的应变速率效应。 展开更多
关键词 闭孔泡沫铝 霍普金森压杆试验 压缩力学性能 应变速率效应
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PVA纤维增韧地聚合物动态压缩试验研究
5
作者 朱星 姜荣斌 黄杰 《粉煤灰综合利用》 2024年第6期31-36,42,共7页
为了改善地聚合物韧性,以粉煤灰、高炉矿渣和无水硅酸钠为原料制备地聚合物,利用PVA纤维对其进行增韧。采用响应面模型研究粉煤灰和矿渣比例、纤维长度、纤维掺量对地聚合物动态压缩强度和韧性的影响,利用霍普金森压杆试验考察地聚合物... 为了改善地聚合物韧性,以粉煤灰、高炉矿渣和无水硅酸钠为原料制备地聚合物,利用PVA纤维对其进行增韧。采用响应面模型研究粉煤灰和矿渣比例、纤维长度、纤维掺量对地聚合物动态压缩强度和韧性的影响,利用霍普金森压杆试验考察地聚合物韧性。结果表明:加入纤维组试件动态压缩强度在123.21~226.23 MPa之间,是空白组的1.2~2.2倍,韧性在0.52~1.22 MJ/m^(3)之间,比空白组试件提高了1.2~2.9倍,纤维掺量、纤维长度以及两者的交互效应的F值大于1,P值小于0.05,对试件动态压缩强度的影响大于其他因素,纤维长度、粉煤灰和矿渣比例以及两者的交互效应对韧性的影响大于其他因素;在最优试验因素下,地聚合物动态压缩强度和韧性理论值为228.19 MPa和1.25 MJ/m^(3),与试验结果非常吻合。 展开更多
关键词 PVA纤维 增韧 地聚合物 霍普金森压杆试验
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高速红外测温系统
6
作者 郭来功 刘安坤 +1 位作者 黄晨瑞 穆朝民 《红外技术》 北大核心 2025年第1期36-43,共8页
针对于高速测温系统存在的响应时间慢、校准复杂、不适用特殊环境等问题,设计了以STM32F429IGT6微控制器为控制核心,以光学系统、制冷型红外探测器为主体的制冷型高速红外测温系统。光学系统采用金属抛物面反射镜构建光学组件,结合制冷... 针对于高速测温系统存在的响应时间慢、校准复杂、不适用特殊环境等问题,设计了以STM32F429IGT6微控制器为控制核心,以光学系统、制冷型红外探测器为主体的制冷型高速红外测温系统。光学系统采用金属抛物面反射镜构建光学组件,结合制冷型红外探测器完成光电转换,由微控制器进行高速采集。系统采样率为1 MHz,采用SD卡进行数据存储,可在屏幕上显示温度变化波形。采用黑体炉静态标定法进行温度标定,对温度与电压信号之间的关系进行最小二乘拟合,得到了电压-温度关系式,测量误差为±1℃,温度测量有效范围为10~200℃。标定后使用霍普金森压杆冲击实验进行了系统应用测试。测试结果表明,制冷型高速红外测温系统具有微秒级温度变化的探测能力,响应时间快,操作与校准简单,在动态高速测温领域具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 光学系统 制冷型红外探测器 高速采集 黑体炉 霍普金森压杆
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超高性能混凝土动态压缩试验与损伤分析 被引量：4
7
作者 刘季玄 陈徐东 +3 位作者 石丹丹 王璐瑶 宁英杰 甘元楠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期115-120,共6页
为探究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)在动态压缩下的损伤特性,该文利用霍普金森压杆装置研究了不同应变率(52~368 s-1)下的动态压缩力学性能,并基于数字图像相关技术对试件的破坏过程进行分析。结果表明:在冲... 为探究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)在动态压缩下的损伤特性,该文利用霍普金森压杆装置研究了不同应变率(52~368 s-1)下的动态压缩力学性能,并基于数字图像相关技术对试件的破坏过程进行分析。结果表明:在冲击荷载下,UHPC试件破坏后,仍能保持完整;UHPC动态抗压强度和韧性表现出明显的应变率敏感性;随着应变率的增加,钢纤维能够更好地吸收冲击能量并抑制临界应变的增大;裂缝发展受应变率影响较大,裂缝最终宽度随应变率的增加不断增加,低应变率下裂缝最终宽度并非其最大宽度。该研究可为UHPC服役性能和损伤评估提供理论支撑。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 分离式霍普金森压杆 数字图像相关 动态冲击试验 应变率 抗冲击性能
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早龄期喷射混凝土冲击动力学响应及损伤演化试验研究
8
作者 马俊 谢全民 +3 位作者 万鹏 孙热 章逸锋 彭磊 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期176-183,206,共9页
为研究冲击荷载下早龄期喷射混凝土动力学响应及损伤特征,基于霍普金森压杆对早龄期喷射混凝土开展不同冲击速度下动态压缩试验,分析其动力学特征;采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术分析其冲击过程中位移场变化及能... 为研究冲击荷载下早龄期喷射混凝土动力学响应及损伤特征,基于霍普金森压杆对早龄期喷射混凝土开展不同冲击速度下动态压缩试验,分析其动力学特征;采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术分析其冲击过程中位移场变化及能量演化特征。研究表明:随应变率增加,早龄期喷射混凝土峰值应力、峰值应变和动态弹性模量随之增加,且不同龄期喷射混凝土存在差异;冲击扰动下早龄期喷射混凝土裂纹发育错综复杂,劣化区域破碎,位移场从连续向不连续发展,且不同龄期喷射混凝土能量演化特征呈现明显变化。研究成果揭示了早龄期喷射混凝土在冲击荷载下的损伤特征,具有重要的理论意义和工程推广应用前景。 展开更多
关键词 早龄期 喷射混凝土 分离式霍普金森压杆冲击试验 数字图像相关(DIC)法 损伤演化
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FDM-DEM耦合方法模拟月壤水冰模拟物的SHPB冲击试验
9
作者 李云丽 杨振睿 吴文平 《计算力学学报》 北大核心 2025年第1期19-25,共7页
全球对月球的探索在近几年再次掀起一阵热潮,下一阶段的探月任务主要集中于对月球极地的取样与资源勘探,涉及月球极地水冰模拟物大量动力学问题的研究。本文采用有限差分法(FDM)与离散元法(DEM)的耦合方法,开展了月壤水冰模拟物的分离... 全球对月球的探索在近几年再次掀起一阵热潮,下一阶段的探月任务主要集中于对月球极地的取样与资源勘探,涉及月球极地水冰模拟物大量动力学问题的研究。本文采用有限差分法(FDM)与离散元法(DEM)的耦合方法,开展了月壤水冰模拟物的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验模拟,研究了月壤水冰模拟物在冲击载荷下的动力学性能及损伤特性。通过与试验结果对比,发现本文提出的FDM-DEM模型能够很好模拟月壤水冰模拟物的SHPB冲击测试。获得了月壤水冰模拟物峰值强度与应变率的关系,发现月壤水冰模拟物表现出应变率增强效应,即应变率越高,峰值应力越大,这与砂土的应变率不敏感性存在明显差异。冲击过程中,试样的损伤随着冲击速度的增加而增大,但损伤持续时间变短。损伤裂纹首先出现在试样与压杆的交界处,随着试样的压实,试样内部产生裂纹,最终内外部裂纹相互扩展交汇,直至破坏。研究结果为深入理解月球极地月壤水冰模拟物的动力学性能和失效行为提供了重要的参考。 展开更多
关键词 月壤水冰模拟物 分离式霍普金森压杆(SHPB)试验 FDM-DEM耦合 动态冲击特性 破坏形态
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动态加载下大坝混凝土压缩性能和能量吸收特性研究
10
作者 刘江 《水利科学与寒区工程》 2025年第3期44-47,共4页
为了研究在较高应变率下大坝混凝土的压缩性能,以标准混凝土为对照,采用霍普金森压杆技术和数字图像相关方法(DIC),通过动态压缩试验,对试件进行研究。结果表明:霍普金森理论与DIC相结合,能够精确测量并校正试件表面的应变,改进混凝土... 为了研究在较高应变率下大坝混凝土的压缩性能,以标准混凝土为对照,采用霍普金森压杆技术和数字图像相关方法(DIC),通过动态压缩试验,对试件进行研究。结果表明:霍普金森理论与DIC相结合,能够精确测量并校正试件表面的应变,改进混凝土动态压缩的应力-应变曲线的准确性。 展开更多
关键词 动态压缩试验 应变速率 大坝混凝土 霍普金森压杆
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基于计算机系统的霍普金森压杆测试装置的应用 被引量：1
11
作者 刘翔 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2015年第11期104-106,110,共4页
为了揭示煤岩体动态力学性能,基于一维应力波理论,结合计算机技术、信号采集及滤波技术、新型传感器技术,研制了霍普金森压杆实验设备。霍普金森压杆实验设备主要包括4部分,电磁阀控制的动力系统,由子弹、输入杆、输出杆和吸收杆等组成... 为了揭示煤岩体动态力学性能,基于一维应力波理论,结合计算机技术、信号采集及滤波技术、新型传感器技术,研制了霍普金森压杆实验设备。霍普金森压杆实验设备主要包括4部分,电磁阀控制的动力系统,由子弹、输入杆、输出杆和吸收杆等组成的压杆系统,由子弹速度测试系统、输出杆和输入杆应变采集系统及数据处理分析等组成的测量记录系统,SHPB处理软件。利用该实验设备对煤试样的动态力学特性进行了测试,测试结果良好。 展开更多
关键词 计算机系统 霍普金森压杆 动态力学性质 煤岩动力灾害 煤体
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喷层混凝土-围岩组合体的循环冲击压缩试验研究 被引量：7
12
作者 郭东明 闫鹏洋 +3 位作者 张英实 张伟 丁莹莹 赵黎明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期105-111,共7页
针对巷(隧)道爆破开挖施工中,喷层混凝土和围岩黏结面近区双层介质动态力学问题,利用Φ75 mm SHPB试验装置,对龄期为3 d,7 d,10 d的混凝土-岩石组合体试件进行不同冲击气压的循环冲击试验。结果表明,早龄期混凝土对组合体试件的动力特... 针对巷(隧)道爆破开挖施工中,喷层混凝土和围岩黏结面近区双层介质动态力学问题,利用Φ75 mm SHPB试验装置,对龄期为3 d,7 d,10 d的混凝土-岩石组合体试件进行不同冲击气压的循环冲击试验。结果表明,早龄期混凝土对组合体试件的动力特性影响较大,在0.52 MPa冲击气压下,循环冲击2次后,组合体试件力学特性由塑性转变为脆性,峰值应变减小,弹性模量增大,随着循环冲击次数的增加,组合体试件力学性能被劣化,峰值应变增大,弹性模量降低;循环冲击后,混凝土与岩石端面均出现张拉损伤裂纹,混凝土损伤较岩石严重。对比0.54 MPa和0.56 MPa试验结果,发现试件耗散能与损伤值呈负相关关系,低入射能条件下组合体试件损伤更小,这对现场施工具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 喷层混凝土-围岩组合体 霍普金森压杆试验装置 循环冲击 动力特性 累计损伤
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霍普金森压杆电磁加载设备控制系统设计
13
作者 杨柳 曹增强 +3 位作者 童话 刘寰 张文瑞 杨建国 《航空精密制造技术》 2023年第6期19-21,25,共4页
为解决传统霍普金森压杆实验中空气炮加载存在的重复性差、试样应变率无法精确控制和应变率跨度小等问题,基于电磁兼容性原则,设计了由控制柜和主电路电源柜组成的性能可靠的控制系统,完成了控制系统硬件电路设计。在软件方面,基于电磁... 为解决传统霍普金森压杆实验中空气炮加载存在的重复性差、试样应变率无法精确控制和应变率跨度小等问题,基于电磁兼容性原则,设计了由控制柜和主电路电源柜组成的性能可靠的控制系统,完成了控制系统硬件电路设计。在软件方面,基于电磁加载设备工作过程和功能需求,完成了PLC端子地址分配、各类子程序设计以及触摸屏人机界面组态。经过多次实验验证,该系统性能稳定,为下一步发展提供了基础。 展开更多
关键词 霍普金森压杆 电磁加载 控制系统 电路设计 PLC编程
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高温条件下钢纤维混凝土动态抗压性能试验研究 被引量：15
14
作者 彭帅 李亮 +2 位作者 吴俊 姜锡权 杜修力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第22期149-154,共6页
应用分离式霍普金森压杆和电阻式高温加热炉对不同纤维掺量(1%,2%)的钢纤维混凝土试件进行了不同温度条件下(20℃,200℃,400℃,600℃,800℃)的动态压缩试验,获得了不同温度条件下该种材料的动态应力-应变曲线,得到了相应的动态抗压强度... 应用分离式霍普金森压杆和电阻式高温加热炉对不同纤维掺量(1%,2%)的钢纤维混凝土试件进行了不同温度条件下(20℃,200℃,400℃,600℃,800℃)的动态压缩试验,获得了不同温度条件下该种材料的动态应力-应变曲线,得到了相应的动态抗压强度和峰值应变。试验结果表明,钢纤维混凝土具有明显的应变率强化效应和温度损伤效应。在各试验温度下,钢纤维混凝土的动态抗压强度随着应变率的增大而提高;同一加载速率下,钢纤维混凝土的动态抗压强度随着试验温度的升高大幅度降低;相比于普通混凝土,钢纤维混凝土的抗冲击性能显著提高。 展开更多
关键词 钢纤维混凝土(SFRC) 高温 高应变率 动态抗压性能 分离式霍普金森压杆(SHPB)试验
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冲击载荷下细砂岩压缩试验和破坏特性研究 被引量：2
15
作者 马东方 侯远 +2 位作者 陈大年 王焕然 王光勇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期42-48,共7页
深部矿井岩石经常受到地下水、冲击地压和高温等综合作用,因此深部矿井中岩石的力学特性需要考虑应变率、温度和含水率等诸多因素。原位采集800 m深部细砂岩;在万能材料试验机和分离式霍普金森压杆压缩试验装置上对不同应变率、温度和... 深部矿井岩石经常受到地下水、冲击地压和高温等综合作用,因此深部矿井中岩石的力学特性需要考虑应变率、温度和含水率等诸多因素。原位采集800 m深部细砂岩;在万能材料试验机和分离式霍普金森压杆压缩试验装置上对不同应变率、温度和含水状态下的细砂岩试件进行压缩试验,用高速/超高速摄影记录岩石试件的应变场,获得不同试验条件下的应力-应变曲线;对典型的回收试件的断裂表面进行微观观测。结果表明,应变率、含水状态和环境温度对岩石的力学性质及破坏特性都有一定程度的影响。 展开更多
关键词 爆炸力学 细砂岩 准静态压缩试验 分离式霍普金森压杆压缩试验 应力-应变 破坏特性
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冲击荷载作用下纤维混凝土动态劈裂试验与分析 被引量：2
16
作者 崔大顺 王利民 +3 位作者 薛辉庭 张春巍 郜殿伟 陈凡秀 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期219-226,共8页
为研究不同纤维材料对混凝土动态劈裂力学性能的影响以及作用效果的差异,采用直径为100 mm的分离式霍普金森压杆试验装置和V2512超高速数字摄像机,分别对素混凝土、棕榈纤维混凝土以及钢纤维混凝土试件进行了巴西圆盘动态劈裂试验研究... 为研究不同纤维材料对混凝土动态劈裂力学性能的影响以及作用效果的差异,采用直径为100 mm的分离式霍普金森压杆试验装置和V2512超高速数字摄像机,分别对素混凝土、棕榈纤维混凝土以及钢纤维混凝土试件进行了巴西圆盘动态劈裂试验研究。通过DIC软件技术分析不同纤维混凝土试件的破裂过程和裂纹扩展规律,获得不同纤维混凝土试件的动态抗拉性能与动态断裂韧性等。试验与分析结果表明:在相同冲击荷载作用下,纤维的掺入能够提高混凝土的抗冲击韧性,减少试件加载端部因应力集中而产生的崩坏现象,延缓试件的破坏时间并有效抑制裂纹的扩展,其中钢纤维对混凝土的阻裂作用时间长于棕榈纤维。在相同荷载作用时间情况下,棕榈纤维混凝土和钢纤维混凝土的峰值应变都低于素混凝土。钢纤维的掺入能够显著阻滞混凝土试件内部的破裂过程,损伤变量变化相对缓慢,试件开裂后在相同裂纹宽度下,钢纤维混凝土具有更大的残余应力。 展开更多
关键词 纤维混凝土 分离式霍普金森压杆装置 动态劈裂试验 动态断裂韧性
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早龄期钢管混凝土动态力学性能研究
17
作者 杨静 史禄 +1 位作者 刘翼飞 胡先尧 《山西建筑》 2025年第4期105-108,共4页
为了研究早龄期钢管混凝土抗冲击能力,基于霍普金森压杆试验系统对C50与C30核心混凝土的钢管混凝土的动态力学性能展开研究,研究结果表明:钢管混凝土的破坏程度、动态峰值应力、动态峰值应变、吸收能占比均与冲击气压呈正相关;钢管混凝... 为了研究早龄期钢管混凝土抗冲击能力,基于霍普金森压杆试验系统对C50与C30核心混凝土的钢管混凝土的动态力学性能展开研究,研究结果表明:钢管混凝土的破坏程度、动态峰值应力、动态峰值应变、吸收能占比均与冲击气压呈正相关;钢管混凝土的破坏程度从平缓到剧烈逐渐表现为表层脱落、开裂及内部碎块脱落,与混凝土设计强度正相关但与龄期负相关;冲击气压相同时,钢管混凝土的动态峰值应变、峰值应力、吸收能占比与设计强度和龄期都呈正相关,峰值应变受设计强度影响更大,峰值应力与吸收能占比受龄期即核心混凝土实际强度影响更大。 展开更多
关键词 钢管混凝土 动态力学性能 霍普金森压杆试验系统 能量耗散规律
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砂土SHPB冲击试验与数值模拟研究进展及问题探讨
18
作者 吴琳 吕亚茹 +1 位作者 张申 丁思超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3461-3480,共20页
中高应变率下砂土的动力特性对防护工程、桩基贯入、船舶抛锚、飞机降落等问题具有重要意义。综述了砂土霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)冲击试验及数值模拟研究现状,总结了目前砂土冲击特性研究存在的主要问题,... 中高应变率下砂土的动力特性对防护工程、桩基贯入、船舶抛锚、飞机降落等问题具有重要意义。综述了砂土霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)冲击试验及数值模拟研究现状,总结了目前砂土冲击特性研究存在的主要问题,归纳如下:(1)SHPB试验对于散体材料仍存在不确定性,如试样尺寸尚不规范统一、边界条件难以控制、三轴试验方法还不成熟等,未来三轴SHPB试验需要解决试样径向变形测量和围压恒定问题;(2)由于试验条件下排气和排水不确定,且存在惯性效应,导致应变率效应无法准确判断;(3)含水率对冲击特性的影响与孔隙水压力、孔隙气压力变化相关,但相关变量测量困难,结果难以分析,需要开发完全不排气、不排水的装置以消除边界条件影响;(4)现有方法如有限元法、离散元法、耦合方法无法统一模拟波传播连续性和颗粒破碎,需要克服计算量限制,建立考虑复杂机制(如含水、颗粒破碎)的数值模型来研究砂土冲击特性;(5)需要建立考虑应变率效应的本构模型,实现水分、颗粒破碎等复杂机制的模拟,完善中高应变率土力学理论框架。 展开更多
关键词 砂土 霍普金森压杆 冲击试验 动力特性 应变率效应
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高温后砂岩动力特性应变率效应的试验研究 被引量：21
19
作者 李明 茅献彪 +2 位作者 曹丽丽 茅蓉蓉 陶静 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3479-3488,共10页
利用MTS652.02高温炉与φ50 mm分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统,对800℃加热后的砂岩试样进行单轴冲击压缩试验,分析17.904~62.600 s-1应变率范围内砂岩动力特性的变化规律。结果表明：800℃后砂岩动态应力-应变曲线大致经历压密、... 利用MTS652.02高温炉与φ50 mm分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统,对800℃加热后的砂岩试样进行单轴冲击压缩试验,分析17.904~62.600 s-1应变率范围内砂岩动力特性的变化规律。结果表明：800℃后砂岩动态应力-应变曲线大致经历压密、近似线弹性变形、微裂纹演化、裂纹非稳定扩展、应变软化以及卸载6个阶段;随着应变率提高,砂岩动态弹性模量、峰值应力随应变率的提高基本呈对数形式逐渐增加,峰值应变近似呈对数形式逐渐降低;较低应变率下,砂岩破坏为典型的张拉破坏,随着应变率的升高,剪切破裂面所占比例逐渐升高,砂岩破坏型式具有从张拉破坏向剪切破坏的变化趋势;800℃热处理后,砂岩破坏程度随应变率的提高逐渐提高,并且高应变率下破坏程度的应变率敏感性更加显著。 展开更多
关键词 岩石力学 高温 动力特性 应变率效应 分离式霍普金森压杆试验系统
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不同倾角裂隙混凝土试件动态力学破坏特性试验研究
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作者 武旭 方慧 +3 位作者 潘继良 席迅 孙景来 张英才 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期142-149,189,共9页
为了探讨含不同倾角裂隙的混凝土试件在冲击荷载作用下的力学特性及破坏规律,采用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)对含有5种不同倾角裂隙的混凝土试件进行了冲击试验,借助高速摄像系统实时捕捉了裂纹扩展和动... 为了探讨含不同倾角裂隙的混凝土试件在冲击荷载作用下的力学特性及破坏规律,采用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)对含有5种不同倾角裂隙的混凝土试件进行了冲击试验,借助高速摄像系统实时捕捉了裂纹扩展和动态破坏过程。结果表明:倾角为30°的裂隙试件的反射波波幅相对最大,倾角为0°的裂隙试件的反射波波幅相对较小。当预制裂隙倾角为0°时,冲击波耗散较少,透射波波幅较大;当预制裂隙倾角为60°时,冲击波耗散较多,即当应力波传播方向与预制裂隙夹角为60°时试件最容易发生破坏。冲击荷载下新形成的裂纹整体上均沿着预制裂隙尖端起裂、扩展和贯通,破坏模式主要为压应力作用下的张拉破坏;在相同预制裂隙宽度下,长度为20 mm预制裂隙的破坏形式比10 mm长度预制裂隙试件更加简单,形成新裂纹的数量相对较少,且更容易沿预制裂纹尖端方向向外起裂;巴西圆盘试件在冲击荷载的破坏形式与预制裂隙长度密切相关,与裂隙宽度关联性较弱。 展开更多
关键词 预制裂隙 冲击试验 裂隙扩展 破裂模式 分离式霍普金森压杆
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