[發明專利]高速沖擊條件下二維多孔材料緩沖性能的測定方法

在審

• 申請號: 201410826164.X
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104535407A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 孫德強;邢月卿;李國志;張小強;高芬;趙建偉
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G06F19/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

1.高速沖擊條件下二維多孔材料緩沖性能的測定方法，其特征在于，對二維多孔材料進行緩沖性能測試，得到響應沖擊力位移曲線，然后對沖擊力位移曲線進行標準化處理得到相應標準化應力應變曲線，根據應力應變曲線特點建立并計算最佳單位體積能量吸收、最佳比能量吸收、沖擊力效率、最小動態緩沖系數緩沖性能評價指標，實現高速沖擊載荷條件下對二維多孔材料緩沖性能的測定。

2.如權利要求1所述的高速沖擊條件下二維多孔材料緩沖性能的測定方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1：采用可控速度高速沖擊試驗機對二維多孔材料樣品在某一沖擊速度v下進行緩沖性能測試試驗，記錄沖擊過程中沿沖擊方向上沖擊板的位移u、樣品與沖擊板間的作用力F，得到響應沖擊力位移曲線F-u；

步驟2：對步驟1得到的沖擊力位移曲線F-u進行標準化處理，樣品沿沖擊方向上長度為h，橫截面面積為A，則σ＝F/A，ε＝u/h，得到相應標準化應力應變曲線σ-ε；

步驟3：定義單位體積能量吸收和比能量吸收SEA＝e/ρ^*，ρ^*為二維多孔材料樣品密度，由此得到單位體積能量吸收應變曲線e-ε，該曲線描述了單位體積的材料在一定變形程度下能量吸收的大小；

根據σ-ε曲線的特點，在彈性變形末出現初始峰應力σ₀，對應初始應變ε₀，平臺區變形過程中的應力水平值稱為動態峰應力σ_p，樣品密實化開始時的應變稱為密實化應變ε_D；u₀、u_D、F₀分別為F-u曲線上相應ε₀和ε_D的初始位移、密實化位移、初始峰沖擊力，則ε₀＝u₀/h，ε_D＝u_D/h，σ₀＝F₀/A，σp=]]>1ϵD-ϵ0∫ϵ0ϵDσdϵ;]]>

步驟4：計算緩沖性能評級指標：

二維多孔材料動態緩沖性能的評價，要考慮應力和能量吸收兩因素，根據步驟3中σ-ε曲線的特點，其所有動態緩沖性能評價指標如下：指標一：“最佳單位體積能量吸收”e_opt值越大說明緩沖性能越好；指標二：“最佳比能量吸收”SEA_opt值越大說明緩沖性能越好；指標三：“沖擊力效率”IFE＝σ_p/σ₀，IFE值越大說明緩沖性能越好；指標四：“最小動態緩沖系數”CDM=σp/eopt=∫ϵ0ϵDσdϵ/[(ϵD-ϵ0)(∫0ϵDσdϵ)],]]>C_DM越小，最佳能量效率越高，緩沖性能越好。