[發明專利]一種材料大變形沖擊壓縮實驗方法

有效

• 申請號: 201710492147.0
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107389476B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 宋力;蔣世婕
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G01N3/30
• 分類號: G01N3/30
• 代理公司: 33226 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 程曉明

本發明公開了一種材料大變形沖擊壓縮實驗方法，特點是在透射桿的右端面固定連接支承塊，在透射桿的左端面固定被測試件，被測試件與透射桿的左端面緊密接觸，然后在透射桿靠近左端的外表面上固定兩片沿軸向中心面對稱的應變片，再選取材質、長度、直徑均與透射桿相同的撞擊桿，并調整使撞擊桿、被測試件、透射桿三者同軸，然后發射撞擊桿，固定在透射桿上的兩個應變片測得透射桿上的應變信號，將所測得的透射桿的應變信號代入關系式處理后，得到試件在實驗中的軸向工程應力、工程應變和工程應變率時程曲線；優點是實現了持續穩定的實驗應變率；且在與傳統霍普金森壓桿實驗同樣最大應變下，本方法的應變率可達到10S^?1量級。

技術領域

本發明涉及一種用于測試材料動態性能的實驗方法，尤其涉及一種材料大變形沖擊壓縮實驗方法。

背景技術

工程材料在動態加載條件下的的力學特性通常采用應變率相關的本構方程來描述，材料的動態力學特性的差異則通過其本構參數來體現，而材料的應變率相關的本構參數無法用理論分析的方式得到而必需通過材料動態加載實驗來確定。

分離式霍普金森壓桿或Kolsky桿是現今最為廣泛使用并被認為有效的測試材料高應變率下力學特性的實驗裝置，可用來測試各種工程材料在10²～10⁴S^-1量級應變率范圍內的動態應力－應變曲線。與其它測試技術相比，霍普金森壓桿實驗具有加載平穩可控、測試精度高、裝置耐用可靠等優點。但是傳統的霍普金森壓桿在裝置總長度有限的情況下，其只能在較高應變率下實現實驗應變，而在10S^-1量級的應變率下不能或很難實現滿足需要的試件變形。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可實現在10S^-1量級應變率下試件變形的材料大變形沖擊壓縮實驗方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種材料大變形沖擊壓縮實驗方法，包括以下具體步驟：

(1)、將透射桿水平固定，并在透射桿的右端面固定連接支承塊，支承塊的材料波阻抗大于等于透射桿的材料波阻抗，且支承塊的橫截面積大于等于透射桿橫截面積的100倍，支承塊的重量大于等于透射桿重量的50倍；

(2)、在透射桿的左端面固定被測試件，被測試件與透射桿的左端面緊密接觸，且被測試件的橫截面不超出透射桿的左端面；

(3)、在透射桿靠近左端的外表面上固定兩片沿軸向中心面對稱的應變片，應變片到透射桿左端面的距離大于等于2倍的透射桿直徑、小于等于5倍的透射桿直徑，然后將應變片與信號調理器電連接，將信號調理器與數字存儲示波器電連接；

(4)、選取材質、長度、直徑均與透射桿相同的撞擊桿，并調整使撞擊桿、被測試件、透射桿三者同軸，然后發射撞擊桿，撞擊桿撞擊被測試件，固定在透射桿上的兩個應變片測得透射桿上的應變信號ε_m(t)；

(5)、將所測得的透射桿的應變信號ε_m(t)代入以下關系式：