材料动态分析实现报告

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1、工程测试技术（材料动力学性能）课程设计第一部分工程测试技术（材料动态力学性能）课程设计的n的和意义rti于许多工程材料在动力载荷下表现出与静态不一样的力学行为（称为应变率效应），因此，对材料进行动力试验并发展动态测试技术，对于研究结构的抗爆及抗冲击能力具有重要的意义。分离式霍布金森压杆（SplitHopkinsonPressureBar）装置,简称SHPB装置,是测量动载荷卜材料力学行为的最有效实验装置。随之发展起來的测量技术简称SHBTo通过本课程设计，学生可以：1.学习SHBT的电阻应变计测量技术。2.学习PVDF应力计的制作、测量原理及标定。3.学习Ori

2、gin数据处理软件的使川。4.学习使用SHBT测量不同应变率下工程材料的应力一一应变曲线，并分析其应变率效应。第二部分工程测试技术（材料动态力学性能）课程设计的基本要求工程测试技术课程设计共3个学分，要求在3周内完成。包括三个可选方向：材料动态力学性能，光弹性实验，虚拟振动信号采集与分析系统，以及1周的电测综合实验。每位学生必须完成一个方向的课程设计及1周的电测综合实验。在课程设计开始的第1天，结合学生意愿和教师根据实验室资源情况进行指定两种方式选定课程设计内容和电测综合实验的吋间。材料动态力学性能方向在冲击动力学宗进行，总内容包括：1）SHBT实验技术的完整过

3、程操作；2）PVDF应力计的制作、标定；3）SHPB试验。4）撰写课程设计报告。第三部分工程测试技术（材料动态力学性能）课程设计的注意事项1.严格遵守实验室规章制度，在教师的指导下开展课程设计的每个环节，确保人员和设备的安全性；2.分工协助，完成实验仪器操作、复位、保持实验环境的清洁及相关数据处理工作；第四部分工程测试技术（材料动态力学性能）课程设计的内容和任务1.SHPB装置的示意图如图1・1所示，其基木纟R成部分包括了弹、输入杆、输出杆、应变计、测速仪、超动态应变仪、数据采集存储系统及其软件。其测量原理见《工程测试技术实验指导书》。本课程设计基本内容包括：1

4、.输入及输出杆应变计的粘贴、接线及灵敏度系数的标定为消除压杆弯曲效应的影响，在输入和输出杆上同一截面相隔180°各粘贴两个电阻应变计。首先，在压杆选择粘贴应变计区域用砂纸进行打幣，注意控制打磨力度，仅需将压杆表而锈迹消除即可，同时为增加应变计粘贴附着力，采用中粗砂纸交叉打髒。打辭完成后,用半圆划块和划针沿杆轴线相隔180°划两道线，并划同一截而的周向线与两轴向线形成十字交叉，交点即为粘贴应变计位置。用棉球蘸无水酒精或丙酮对贴片表面沿一个方向进行擦拭清污。待表而T燥后，用502胶水粘贴应变计。注意，利用应变计基底上的四个定位点准确定位，确保应变计沿压杆轴向粘贴。粘

5、贴过程中，手指轻压应变计表而1分钟左右将应变计与压赶间的气泡及多余的502胶水赶出，增加粘贴附着力并减小胶层厚度。为防止502胶水粘到手上，在粘贴过程中，可在应变计与手指之间加垫塑料薄膜。应变计粘贴完毕，用蹑子轻轻将应变计引线揭离压杆表而，并在其下方用绝缘胶布绝缘。用细电线将两应变计引线串联焊接，另一引线也用细电线焊接引出，注意电阻焊接完毕后，用胶布及透明胶带进行固定处理。用电表测虽应变计电阻，并用摇表检查应变计的绝缘性，最后将细电线与信号线焊接。待应变计粘贴12小时后，即可进行应变计灵敏度系数的标定。先对应变计进行静标，并记录静标值。调整子弹、输入杆和输出杆位

6、置确保三者沿水平轴向并保持端面良好接触。在输入和输岀杆之间的端而涂抹凡士林，并相挤压连接。用长子弹以中等弹速打击输入和输出杆，并记录两杆应变计测量的脉冲信号和弹速，如果存在较人的反射波，则应重新调整压杆位置，重复打击过程直至反射波减少到最少。根据应变计静标值、弹速和应变计记录的脉冲信号对应变计进行动标，标定其动态灵敏度系数。弹速增加两次，重复上述动标过程，将三个弹速下两应变计的灵敏度系数平均。2・PVDF应力计制作及标定1)PVDF应力计的制作工艺由于PVDF压电信号必须通过电极引线引出，因此，一个完整的PVDF应力计应包括绝缘基底、电极引线和PVDF压电膜三部

7、分组成。下面简单介绍其制作工艺。将大片PVDF压电薄膜切割成小片，确保每小片面积相同R已知，铜箔切割成1〜2mm宽的细条状，在底层绝缘薄膜上涂环氧树脂，用刀片刮平，依次證放上第一条铜箔引线，PVDF压电薄膜，第二条铜箔引线，涂环氧树脂的顶层绝缘薄膜，最后在专用夹具内固化。最后制成的PVDF应力计如图1.3所示。3)PVDF应力计的测量电路按式(1.6),PVDF应力计在压力作用下产牛电荷，需要用外接电路测出电荷随时间变化关系，从而求岀应力大小。PVDF应力计的测量模式可以分为两种模式：电荷模式(如图1.4所示)与电流模式在电流模式中，PVDF应力计并联一个小电阻

8、R,测虽电容器两端电压”