[發(fā)明專利]一種用于測試完整試樣和結(jié)構(gòu)面動態(tài)剪切強(qiáng)度的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710850983.1 | 申請日： | 2017-09-20 |
| 公開（公告）號： | CN107796711B | 公開（公告）日： | 2019-11-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 朱建波;周韜 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津大學(xué) |
| 主分類號： | G01N3/24 | 分類號： | G01N3/24;G01N3/30 |
| 代理公司： | 12201 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 | 代理人： | 王麗<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入國 |
| 地址： | 300350 天津市津南區(qū)海*** | 國省代碼： | 天津;12 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 測試 完整 試樣 結(jié)構(gòu) 動態(tài) 剪切 強(qiáng)度 方法 | ||
1.一種用于測試完整試樣和結(jié)構(gòu)面動態(tài)剪切強(qiáng)度的方法；其特征在于，包括以下步驟：
1)、制作圓筒形凹凸剪切夾具一副，所述圓筒形凹凸剪切夾具內(nèi)徑及其制作材料均與霍普金森壓桿的直徑和材料相同，所述圓筒形凹凸剪切夾具外徑略大于霍普金森壓桿直徑，所述圓筒形凹凸剪切夾具的長度分別為霍普金森壓桿直徑的1～2倍，所述圓筒形凹凸剪切夾具分為圓筒形凹面剪切夾具和圓筒形凸面剪切夾具，所述圓筒形凹面剪切夾具凹槽深度以及所述圓筒形凸面剪切夾具凸出長度分別為測試試樣長度的1/3～1/10；
2)、將步驟1所述圓筒形凹面剪切夾具安裝在安放測試試樣的霍普金森壓桿系統(tǒng)的透射桿一端；所述圓筒形凸面剪切夾具安裝在安放測試試樣的霍普金森壓桿系統(tǒng)的入射桿一端；
3)、制作方形帶凹槽雙面剪切試樣，所述試樣長度宜與霍普金森壓桿直徑相當(dāng)，所述試樣凹槽深度與步驟1所述圓筒形凹面剪切夾具凹槽深度一致，將試樣凹槽兩側(cè)的透射桿側(cè)承載端嵌入步驟2所述圓筒形凹面剪切夾具的凹槽加載端中；
4)、根據(jù)測試試樣的長度和加載力的大小制作螺栓加載裝置一副，并利用固定肋條將其與步驟2所述圓筒形凹面剪切夾具連接形成一體結(jié)構(gòu)；
5)、利用步驟4所述螺栓加載裝置，通過擰動加壓螺母給步驟3所述方形帶凹槽雙面剪切試樣兩側(cè)施加法向壓力，通過安裝在步驟4所述螺栓加載裝置內(nèi)部的法向壓力測試傳感器即可獲取施加于方形帶凹槽雙面剪切試樣兩側(cè)法向壓力的大?。?/p>
6)、將步驟2所述安置于入射桿上凸面剪切夾具的凸面加載端與步驟5所述方形帶凹槽雙面剪切試樣的入射桿側(cè)承載面緊密的接合在一起，以待動態(tài)加載；
7)、利用壓縮氣體驅(qū)動霍普金森壓桿系統(tǒng)的撞擊桿撞擊步驟2所述入射桿的撞擊端部以對步驟6所述方形帶凹槽雙面剪切試樣施加動態(tài)沖擊荷載；
8)、利用粘貼在霍普金森壓桿桿件中心處的應(yīng)變片可獲取作用于雙面剪切試樣兩端的動態(tài)荷載信號；根據(jù)一維彈性波理論，當(dāng)作用于雙面剪切試樣兩端動態(tài)荷載達(dá)到平衡時，可按以下公式計算雙面剪切試樣的動態(tài)剪切強(qiáng)度τ(t)：
式中：E、A分別為霍普金森壓桿桿件的彈性模量和橫截面積，εI為入射桿上監(jiān)測的入射應(yīng)變信號，εR為入射桿上監(jiān)測的反射應(yīng)變信號，εT為透射桿上監(jiān)測的透射應(yīng)變信號，AS為雙面剪切試樣的單側(cè)剪切面面積。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述步驟3中方形帶凹槽雙面剪切試樣是剪切加載面連續(xù)的完整試樣或是剪切加載面不連續(xù)的結(jié)構(gòu)面試樣。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述步驟3中方形帶凹槽雙面剪切試樣的剪切面兩端都預(yù)切割一相同厚度和長度的裂紋面，以便于加載中剪切裂紋的形成和發(fā)展。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是利用法向壓力測試傳感器測量出所述步驟4中螺栓加載裝置施加于所述步驟3中方形帶凹槽雙面剪切試樣兩側(cè)的法向壓力。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述步驟7中霍普金森壓桿的撞擊桿是與入射桿和透射桿等徑的圓柱桿；或是如紡錘形撞擊桿的變截面桿。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征是若撞擊桿是等徑圓柱桿，則需在入射桿沖擊端粘貼一個整形器，撞擊桿在撞擊入射桿前先與整形器接觸；若撞擊桿是變截面桿，則無需粘貼整形器，撞擊桿直接與入射桿撞擊端接觸。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是利用超高速攝影儀觀測所述步驟3中方形帶凹槽雙面剪切試樣的剪切面內(nèi)剪切裂紋的起裂，擴(kuò)展和貫通全過程；高速攝影儀采用自動觸發(fā)方式，其自動觸發(fā)信號來自所述步驟8中入射桿中心處應(yīng)變片監(jiān)測的入射應(yīng)變信號。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是利用數(shù)字圖像處理技術(shù)獲取所述步驟3中方形帶凹槽雙面剪切試樣的剪切面內(nèi)剪切應(yīng)變場的演化過程，用于分析剪切破壞機(jī)制。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是通過調(diào)節(jié)并控制所述步驟7中撞擊桿驅(qū)動壓縮空氣的壓力大小，獲取應(yīng)變率為101～104s-1之間的完整試樣或結(jié)構(gòu)面試樣在不同法向壓力作用下的動態(tài)剪切強(qiáng)度。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于天津大學(xué)，未經(jīng)天津大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201710850983.1/1.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
