脆性材料shpb实验技术的研究

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1、第22卷第11期岩石力学与工程学报22(11)：1798～18022003年11月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringNov.，2003脆性材料SHPB实验技术的研究1，2，31，414王鲁明赵坚华安增赵晓豹12(中国矿业大学建筑工程学院徐州221008)(工程兵指挥学院基础部力学教研室徐州221004)34(总参合肥创新工作站合肥230037)(南洋理工大学土木及环境工程学院639798新加坡)摘要用SHPB装置研究脆性材料(硬岩、混凝土、高强度砂浆、陶瓷等)及脆

2、性材料组构的非均一材料高应变率下的动力特性。在实验技术方面取得进展，简要研讨了万向头、波形整形器、异形炮弹、软性介质、节理试样与结构性试样等问题。关键词材料科学，冲击动力学，SHPB，实验技术，脆性材料，进展分类号TU502，O347.1文献标识码A文章编号1000-6915(2003)11-1798-05RESEARCHONSHPBTESTINGTECHNIQUEFORBRITTLEMATERIAL1，2，31，414WangLuming，ZhaoJian，HuaAnzeng，ZhaoXiaobao1(Archi

3、tectureEngineeringCollege，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221008China)2(EngineerCommandAcademy，Xuzhou221004China)3(HefeiScienceandTechnologyInnovationStationofGeneralStaffHeadquarters，Hefei230037China)4(SchoolofCivilandStructuralEngineering，NanyangT

4、echnologicalUniversity639798Singapore)AbstractThedynamiccharacteristicsinhigherstrainrateofbrittlematerials，suchashardrock，concrete，mortarandceramicswithhighstrength，andthenon-homogeneousstructuralmaterialsconsistingofbrittlematerialareresearchedusingSHPBdevic

5、e.TheprogressisbroughtaboutinSHPBtestingtechnique.Theproblemsarediscussedbrieflyofgimbals，pulseshaper，non-uniformlinearprojectile，softmediumontheimpactedendoftheinputbar，artificialjointsampleandstructuralmaterialsample.Keywordsmaterialscience，impactdynamics，SH

6、PB，testingtechnique，brittlematerial，progress地改善试样的受力状态；(2)用波形整形器和异型1引言炮弹改良加载波形；(3)用软性介质滤除高频振荡，(4)对节理试样和结构性试样进行的SHPB实验研分离式霍普金森压杆(splitHopkinsonpressure究。14bar——SHPB)，是研究材料在10～10/s应变率下动态力学性能的主要装置。脆性材料的破坏应变很2引进万向头小，通常为千分之几。本文针对脆性材料的SHPB实验，研讨以下几点实验技术的进展情况：(1)引由于加工

7、精度的制约，致使SHPB试样两端面进万向头改善试样与杆系的平面接触状态，并显著的平行度较难达到设计要求；同时，在调整SHPB2003年3月31日收到初稿，2003年6月27日收到修改稿。作者王鲁明简介：男，41岁，1983年毕业于南京工学院(现东南大学)力学专业，现为中国矿业大学博士研究生、工程兵指挥学院副教授、总参合肥创新工作站首批进站专家，主要从事岩体力学实验和数值模拟方面的研究，同时从事工程力学的教学工作。E-mail：CJ_WLM62@163.com。第22卷第11期王鲁明等.脆性材料SHPB实验技术的研究

8、•1799•装置时，使压杆间形成完全平面接触也有困难。这样，在实验过程中，试样表面与杆端面的接触就难以形成完全平面接触，这使得试样的受力状态在接触面上不均匀，从而导致试样内部应力均匀性受到影响；这对于韧性较好的材料影响不大，但对于脆性材料的影响会十分明显，必须设法消除。据此，[1]在SHPB装置中引进了万向头。具体做法是使用与压杆相同的材料，加工一对图3试样