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《中国工程物理研究院》 2005年
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SHPB实验技术若干问题研究

陶俊林  
【摘要】:SHPB实验系统是广泛应用的测试材料动念力学性能的装置,在文献调研的基础上指出,为了提高SHPB实验结果的精度和可比性,应对SHPB实验技术做进一步的研究。围绕上述目的,以金属材料为研究对象,本文对SHPB实验技术做了以下几个方面的研究:试件惯性效应与界面摩擦效应的综合分析;波导杆与试件阻抗匹配关系的研究;SHPB系统端面平行度加工要求分析;试件与波导杆应力应变均匀性分析;恒应变率实验技术研究以及其他实验方法探索。 ① 试件惯性效应与界面摩擦效应的综合分析。通过综合分析在SHPB系统圆柱形试件的惯性效应、试件与波导杆端面摩擦效应对实验结果的影响,给出一个新的理论分析模型,用以修正Gorham(1989)所得的惯性效应分析公式。在此基础上,归纳出为提高SHPB实验结果精度,SHPB实验应遵循的几个要求。并对SHPB试件设计中(特别是大应变情况)试件尺寸比例的设计作了进一步的分析,获得了试件设计时应满足的尺寸比要求。 ② 波导杆与试件阻抗匹配关系研究。通过将试件看作为一个刚度系数变化的弹簧,建立了一个理论模型,并进行了相应的分析工作。为SHPB系统波导杆和试件的材料和尺寸应当如何选择才满足阻抗匹配适度的要求提供依掘。提出了可反映波导杆与试件阻抗匹配关系的无量纲参数α和β,并给出了波导杆与试件阻抗适度匹配所要求的α和β的取值范围。 ③ SHPB系统端面平行度加工要求分析。通过数值计算,分析了SHPB系统的端面平行度对测试结果的影响,进而获得了实际加工过程中对系统端面平行度的量化要求。另外,根据计算结果,还可对实验中的测试方法的选择,以及实验中异常波形的分析提供有益的指导。 ④ 试件与波导杆应力应变均匀性分析。通过三维数值模拟,在理想接触状态下,分别对SHPB系统中试件为弹性和弹塑性材料情况时,试件与波导杆的应力应变均匀性问题进行了分析,重点分析了试件为弹塑性材料时的情况。通过改变试件直径与波导杆直径之比、试件材料的弹性模量、屈服强度和硬化模量,研究了试件与波导杆横截面积及材料性能不一致对试件与波导杆的应力应变均匀性的影响,获得了满足试件应力和应变均匀性要求的试件直径与波导杆直径的比值,并简单分析了SHPB实验数据处理方法计算所得的结果与试件单元输出结果之间的关系。 ⑤ 恒应变率实验技术研究。提出了两套可实现试件恒应变率加载的实验方法,并通过实验和数值模拟手段进行了相应的验证和分析工作,揭示了应变率时间历程对材料应力应变曲线的影响,指出了只使用平均应变率来表征材料动念应力应变曲线的不足,
【学位授予单位】:中国工程物理研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB302

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾彬;陶俊林;李正良;王汝恒;;高温混凝土动态力学性能的SHPB试验研究[J];兵工学报;2009年S2期
2 吕晓聪;许金余;张龙;张磊;;大直径SHPB系统角闪岩的冲击动力试验[J];兵工学报;2010年S1期
3 徐伟芳;钟卫州;陈刚;李思忠;陈忠富;黄西成;;冲击拉伸实验试件几何尺寸的研究[J];爆炸与冲击;2008年02期
4 赵荣国;陈朝中;罗文波;罗希延;李红超;谭敦厚;;聚合物材料SHPB实验关键问题[J];固体力学学报;2011年S1期
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6 张伟强;郭金;;调质态40CrNi2Mo钢的低温力学性能[J];煤炭学报;2012年01期
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8 张柱;晋艳娟;;混凝土材料的SHPB实验技术研究[J];太原科技大学学报;2012年02期
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10 刘军忠;许金余;吕晓聪;张磊;王泽东;;主动围压下岩石的冲击力学性能试验研究[J];振动与冲击;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 陶俊林;陈裕泽;胡文军;陈刚;黄西成;;SHPB实验中几个问题的讨论[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
2 贾彬;陶俊林;李正良;王汝恒;;高温混凝土动态力学性能的SHPB试验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
3 吕晓聪;许金余;张龙;张磊;;大直径SHPB系统角闪岩的冲击动力试验[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
4 徐伟芳;钟卫州;陈刚;李思忠;陈忠富;黄西成;;试件长径比对冲击拉伸试验结果的影响[A];第四届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2006年
5 姜龙;许金余;刘军忠;陈勇;;斜长角闪岩动态力学性能的SHPB试验研究[A];第2届全国工程安全与防护学术会议论文集(下册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
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3 陈刚;半穿甲战斗部弹体穿甲效应数值模拟与实验研究[D];中国工程物理研究院;2006年
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5 伍乾坤;侵彻关键参量的计算反求与影响规律分析[D];湖南大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 魏志强;冲击条件下泡沫铝的细观变形测量与变形特征分析[D];华南理工大学;2011年
3 贾存威;Hopkinson拉杆试验的优化与高导无氧铜本构关系及拉伸断裂研究[D];宁波大学;2009年
4 王铸钢;材料动态强度的试验研究、数值模拟与机理探讨[D];清华大学;2010年
5 侯延军;冲击拉伸下纯铜杆的受录/受控变形研究[D];宁波大学;2011年
6 李奎;混凝土高温时动态力学性能及本构关系研究[D];西南科技大学;2011年
7 邓志方;高温SHPB实验中的界面热传导特性及其影响[D];中国工程物理研究院;2006年
8 孙善飞;混凝土SHPB实验的数值模拟[D];合肥工业大学;2008年
9 尹土兵;高温后粉砂岩动态力学特性及破坏机理研究[D];中南大学;2008年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 佟景伟,高丛峰,李鸿琦,沈珉,C.Albertini,V.Pizzinato;温度梯度对位伸SHB试验误差的数值分析[J];爆炸与冲击;2001年04期
10 卢芳云,W.Chen,D.J.Frew;软材料的SHPB实验设计[J];爆炸与冲击;2002年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 吴复尧;程兴旺;才鸿年;;穿甲弹用新型钨合金材料的研究[J];兵器材料科学与工程;2007年01期
10 杨勇彪;王富耻;谭成文;才鸿年;;镁合金动态力学行为研究进展[J];兵器材料科学与工程;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙远翔;赵迁;宁建国;;混凝土材料SHPB实验的数值模拟[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
2 王志华;马宏伟;赵隆茂;杨桂通;;应用反分析法到泡沫金属材料动态性能实验中[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
3 孙悦;易鹏飞;侯海军;孙东;陈先猛;;冲击压缩实验中碳-水混合样品的制备[A];第八届全国冲击动力学学术讨论会会议论文集[C];2007年
4 邓志方;谢若泽;颜怡霞;李思忠;;高温SHPB实验中的温度场分析[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
5 田常津;张方举;;SHPB系统高温实验自动组装技术[A];固体力学进展及应用——庆贺李敏华院士90华诞文集[C];2007年
6 卢芳云;赵鹏铎;;压剪复合加载实验技术[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
7 王志华;赵隆茂;杨桂通;;反分析法在SHPB压杆实验技术中的应用[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
8 陶俊林;陈裕泽;胡文军;陈刚;黄西成;;SHPB实验中几个问题的讨论[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
9 张守保;张磊;;Φ100SHPB应用现状和前景[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
10 曲英章;彭刚;冯家臣;刘原栋;;一维霍普金森压杆(SHPB)的工程塑料动态压缩实验技术[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄西成;内爆与外爆加载下壳体的力学状态及破坏模式分析[D];中国工程物理研究院;2010年
2 曲嘉;钢纤维混凝土劈拉强度的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 果春焕;动态断裂试样受力状态及其对J积分影响的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 高立新;轿车集成开发中若干关键技术研究[D];合肥工业大学;2010年
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8 谢燕;飞船返回舱着陆冲击缓冲座椅系统改进设计研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 陈荣;一种PBX炸药试样在复杂应力动态加载下的力学性能实验研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 王长义;高应变速率下镁合金的动态力学行为及变形机制[D];沈阳工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡金萍;蜂窝夹芯板动态力学行为研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 是晶;42CrMo钢流变特性与位错动力学模型研究[D];沈阳理工大学;2010年
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7 陈贵炫;橡胶混凝土的抗冲击性能研究[D];广东工业大学;2011年
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9 臧小为;霍普金森压杆过载波形整形及系统分析软件研究[D];南京理工大学;2010年
10 刘鑫;膛内强化过载弹体三维加速度测试系统研究[D];南京理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱伯龙,陆洲导,胡克旭;高温(火灾)下混凝土与钢筋的本构关系[J];四川建筑科学研究;1990年01期
2 蔡跃,黄鼎业,熊学玉;预应力混凝土结构材料高温下的力学性能及模型[J];四川建筑科学研究;2003年04期
3 逄靖华;陆洲导;袁廷朋;王军峰;;混凝土高温试验及高温后抗压残余强度研究[J];四川建筑科学研究;2007年03期
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6 尹土兵;李夕兵;周子龙;洪亮;叶洲元;;粉砂岩高温后动态力学特性研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期
7 胡时胜;霍普金森压杆技术[J];兵器材料科学与工程;1991年11期
8 王琳,王富耻,王鲁,才鸿年;空心弹体侵彻金属靶板的数值模拟和实验研究[J];兵器材料科学与工程;2001年06期
9 杨超,赵宝荣,田时雨,宋顺成;穿爆弹体尺寸效应的数值分析[J];兵器材料科学与工程;2002年03期
10 谭成文,王富耻,李树奎;绝热剪切变形局部化研究进展及发展趋势[J];兵器材料科学与工程;2003年05期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 宋博;姜锡权;陈为农;;霍普金森压杆实验中的脉冲整形技术[A];第三届全国爆炸力学实验技术交流会论文集[C];2004年
2 陈裕泽;陶俊林;黄西成;;SHPB实验技术的原理研究[A];第三届全国爆炸力学实验技术交流会论文集[C];2004年
3 胡时胜;;SHPB与混凝土材料动态力学性能研究[A];第三届全国爆炸力学实验技术交流会论文集[C];2004年
4 段卓平;张中国;李金柱;宁建国;;半穿甲战斗部对加筋靶板侵彻的靶场实验[A];第三届全国爆炸力学实验技术交流会论文集[C];2004年
5 肖大武;胡时胜;田杰;;对小截面试件SHPB实验中的二维效应的探讨[A];第四届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2006年
6 陶俊林;贾彬;刘丹;秦李波;陈刚;陈小伟;;混凝土材料高温动态压缩力学性能初步研究[A];第五届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2008年
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8 赵寿根;程伟;杨嘉陵;何著;;材料动力学实验技术及其研究进展[A];2007全国结构动力学学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 李晓宁;细胞力学实验图象处理方法及平台研究[D];四川大学;2003年
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5 李海;Ag、Sc合金化及热处理工艺对7055铝合金的微观组织与性能影响研究[D];中南大学;2005年
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7 闫东明;混凝土动态力学性能试验与理论研究[D];大连理工大学;2006年
8 朱珏;混凝土类材料冲击本构特性的SHPB技术及Lagrange反解法的研究[D];中国科学技术大学;2006年
9 田杰;泡沫铝的冲击波衰减和抗爆震特性研究[D];中国科学技术大学;2006年
10 巫绪涛;钢纤维高强混凝土动态力学性质的研究[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 郭历伦;粘弹性杆中波传播的数值模拟和实验研究[D];中国工程物理研究院;2005年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陶俊林;李奎;;水泥砂浆的一个热粘弹性率型损伤本构模型[J];爆炸与冲击;2011年03期
2 李运良;门朝举;谭书舜;文潮;王占江;;摆锤式间接杆-杆型SHTB装置的研制及FEM仿真分析[J];工程力学;2011年05期
3 支乐鹏;许金余;刘军忠;刘石;;基于SHPB试验下两种岩石的动态力学性能研究[J];四川建筑科学研究;2012年04期
4 范飞林;许金余;;大直径SHPB实验中的高温加载技术及其应用[J];爆炸与冲击;2013年01期
5 许金余;刘健;范飞林;任韦波;席阳阳;杨坤;;高温SHPB冲击实验技术及其应用[J];高压物理学报;2013年01期
6 陈滔;李庆斌;管俊峰;卿龙邦;;霍普金森拉杆装置螺纹过渡段变形测量修正[J];工程力学;2013年07期
7 陈静友;李成兵;;泡沫铝力学性能与吸能特性研究进展[J];材料开发与应用;2013年04期
8 霍静思;王鹏;禹琦;;水灰比对高温下混凝土力学性能影响试验研究[J];安全与环境学报;2013年04期
9 陈滔;李庆斌;管俊峰;;混凝土压缩性对SHPB试验中惯性效应的影响[J];固体力学学报;2013年05期
10 李志武;许金余;戴双田;白二雷;高志刚;;高温下混凝土冲击加载试验研究[J];高压物理学报;2013年03期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 陈成军;柳阳;张元章;白小勇;;基于PANDA的并行显式有限元程序开发[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
2 满轲;周宏伟;;SHPB系统的动态力平衡分析及试验研究[A];第三届废物地下处置学术研讨会论文集[C];2010年
3 陶俊林;李奎;;混凝土的一个高温动态本构模型研究[A];第2届全国工程安全与防护学术会议论文集(下册)[C];2010年
4 李一磊;张庆明;;一种新型钛锆合金的动态拉伸本构特性研究[A];第十七届全国反应堆结构力学会议论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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7 牛晓峰;镁合金挤压铸造过程数值模拟技术研究[D];太原理工大学;2011年
8 张连英;高温作用下泥岩的损伤演化及破裂机理研究[D];中国矿业大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李卓;爆炸载荷作用下船舶舷侧结构毁伤与防护特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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5 贾存威;Hopkinson拉杆试验的优化与高导无氧铜本构关系及拉伸断裂研究[D];宁波大学;2009年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 常列珍;张治民;;SHPB实验技术及其发展[J];机械管理开发;2006年05期
10 常列珍;;SHPB实验技术应注意的几类问题[J];科技情报开发与经济;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王绪财;彭刚;冯家臣;;SHPB技术在纤维增强复合材料动态压缩力学性能表征中的应用[A];第十届全国冲击动力学学术会议论文摘要集[C];2011年
2 张祖根;李英雷;李英华;;炸药材料的SHPB实验技术研究[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
3 王鲁明;赵坚;华安增;赵晓豹;;脆性材料SHPB实验技术的研究[A];第八届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2003年
4 董海威;刘呈呈;陈江瑛;陈建康;;不同围压下混凝土SHPB实验的数值模拟研究[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
5 李夕兵;宫凤强;周子龙;尹土兵;洪亮;;岩石类材料SHPB实验中的几个关键问题[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
6 王静;张磊;金峰;张晓忠;;泡沫铝SHPB中高应变率试验研究[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
7 谢若泽;胡文军;邓志方;何鹏;潘晓霞;张方举;;高温防氧化SHPB实验技术[A];第十届全国冲击动力学学术会议论文摘要集[C];2011年
8 王宝珍;胡时胜;;肌肉类粘弹性超软材料SHPB实验均匀性研究[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
9 赵鹏铎;卢芳云;陈荣;林玉亮;;一种修正带几何缺陷钢纤维混凝土试样的SHPB动态强度测试的方法[A];第十届全国冲击动力学学术会议论文摘要集[C];2011年
10 满轲;周宏伟;;SHPB系统的动态力平衡分析及试验研究[A];第三届废物地下处置学术研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨宝;SHPB实验中泡沫铝细观结构变形特征与应变率效应机理研究[D];华南理工大学;2012年
2 陶俊林;SHPB实验技术若干问题研究[D];中国工程物理研究院;2005年
3 翟越;岩石类材料的动态性能研究[D];长安大学;2008年
4 杨少伟;新型混凝土组合防护层的抗侵彻性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 李瑞文;U-2.5wt%Nb合金的氢蚀及其对力学性能影响[D];中国工程物理研究院;2009年
6 张晓晴;陶瓷/金属复合靶板受变形弹体撞击问题的研究[D];太原理工大学;2003年
7 赵鹏铎;分离式霍普金森压剪杆实验技术及其应用研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 平琦;煤矿深部岩石动态力学特性试验研究及其应用[D];安徽理工大学;2013年
9 陈德兴;钢纤维高强混凝土含损伤率型本构关系研究[D];中国科学技术大学;2009年
10 王宝珍;肌肉类软组织动态力学性能研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高科;岩石SHPB实验技术数值模拟分析[D];中南大学;2009年
2 何远明;高温下钢管混凝土SHPB抗冲击性能试验研究和理论分析[D];湖南大学;2011年
3 肖莉平;高温后钢管混凝土SHPB抗冲击力学性能研究[D];湖南大学;2010年
4 卢静涵;金属多孔材料动态特性的实验研究[D];太原理工大学;2004年
5 禹琦;高温下素混凝土SHPB抗冲击性能试验研究[D];湖南大学;2011年
6 刘长海;AZ31合金动态力学性能研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
7 荣健;经编多轴向针织复合材料高应变率下的拉伸性能研究[D];东华大学;2006年
8 吴青松;温度和应变率对低合金钢力学行为的影响[D];哈尔滨工程大学;2005年
9 徐沛保;EPS混凝土的SHPB实验数值模拟[D];合肥工业大学;2012年
10 闫晓鹏;混凝土静态和动态力学性能的实验研究[D];太原理工大学;2004年
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