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Hopkinson压杆测试技术探讨

张智峰  
【摘要】:Hopkinson压杆测试技术是近50年来新兴的测试材料动态力学性能的技术,该技术已成功的运用于测试工程材料的动态变形和断裂性能。本文研究了使用Hopkinson压杆装置进行动态力学试验时试样变形和断裂的一些规律,取得了如下主要研究结果。 (1)研究了在系列试样尺寸条件下试样内的应力均匀化过程,分析了试样尺寸对应力不均匀性的影响,定量的评估了应力不均匀性对动态压缩试验测试精度的影响。 (2)研究了在系列试样尺寸条件下惯性效应对动态压缩试验测试精度的影响。分析了试样尺寸对惯性效应的影响。 (3)在充分考虑应力不均匀性和惯性效应对测试精度的影响的基础上,本文建立起新的利用动态应力应变曲线计算动态屈服强度的方法。 (4)在研究试样尺寸对试样应力不均匀性和惯性效应的影响的基础上,找出了能满足试验精度要求的试样尺寸范围,并对此进行了验证。 (5)使用有限元分析软件ANSYS模拟了使用Hopkinson压杆装置进行断裂试验的全过程。在此基础上研究了试样为某船体钢时,试样与支座的接触状态。模拟计算结果显示,Hopkinson压杆装置进行断裂试验时,试样与支座存在脱离现象,试样处于一点弯曲状态。


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