三維霍普金森壓桿試驗裝置調(diào)試與試驗驗證.pdf

1、針對國內(nèi)外真三軸高速沖擊試驗機的研究空白，為了研究材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，高速沖擊下的材料力學(xué)響應(yīng)，驗證相關(guān)強度準則和獲取材料特性參數(shù)，本文在傳統(tǒng)霍普金森壓桿(SHPB)試驗原理和技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用課題組前期自主研發(fā)的三維霍普金森壓桿，運用數(shù)值模擬和試驗驗證等方法，系統(tǒng)研究了本裝置的可行性，穩(wěn)定性和同步性。
　　本文的主要內(nèi)容包括:
　　(1)介紹了三維SHPB的設(shè)計方案和加載原理，根據(jù)方案建立了本裝置的三維立體幾何模型。用LS

2、-DYNA軟件對本裝置的試驗過程進行數(shù)值模擬，根據(jù)結(jié)果分析了入射桿和透射桿中應(yīng)力波的同步性和試件受沖擊時的受力情況。
　　(2)在已建成的三維霍普金森壓桿裝置上，選用有機玻璃作為試件材料，通過試驗驗證入射波和透射波的同步性;通過多次重復(fù)試驗，驗證試驗結(jié)果的可重復(fù)性和本裝置的穩(wěn)定性。
　　(3)進行兩次全局性試驗，通過和傳統(tǒng)SHPB裝置試驗結(jié)果對比研究了本裝置的可行性和合理性。另外對試驗操作環(huán)境中的環(huán)境噪聲進行分析，研究試驗結(jié)

3、果的可靠性。
　　通過數(shù)值模擬和試驗驗證，得到以下結(jié)論:
　　(1)本裝置中通過單根入射桿對三根入射桿進行非共軸撞擊，在入射桿中可以產(chǎn)生均勻的一維彈性波，并且所有入射波可以達到同步等幅值。
　　(2)本裝置引入的入射轉(zhuǎn)向頭和透射轉(zhuǎn)向頭，可以實現(xiàn)截面過渡和應(yīng)力波轉(zhuǎn)向作用，所有透射波可以達到同步等幅值。
　　(3)可以用本三維SHPB裝置對試件施加同步正交的三軸動態(tài)加載;壓桿上測得的應(yīng)力波波形特征明顯，可區(qū)分度較好。