[發明專利]一種基于分離式霍普金森壓桿實驗技術的數據處理方法

有效

• 申請號: 201810072352.6
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108375501B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 王金相;李元龍;黃瑞源
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種基于分離式霍普金森壓桿實驗技術的數據處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，歸零調整：對數據采集裝置得到的電壓-時間曲線進行波形的歸零調整，即令初始電壓值保持為零；

第二步，數據平滑：對電壓-時間曲線進行平滑處理，消除異常點；

第三步，選取波形：選擇入射波、反射波和透射波的波頭波尾位置，并截取波形；

第四步，計算得出結果：對所截取波形進行計算得到工程應力應變曲線、真實應力應變曲線、應力時間曲線、應變時間曲線以及應變率時間曲線；

第五步，數據保存：將得到的所有波形及數據進行保存操作；

第三步中所述選擇入射波、反射波和透射波的波頭波尾位置，其中入射波、反射波波頭位置的選擇方法，具體如下：

利用逐點比較的方法選擇入射波和反射波波頭的位置：首先在電壓-時間曲線上，選取一個時間點在波峰之前且電壓值為零的數據點，從該數據點向下一時間點逐點選取，與設定數值進行比較，該設定數值為電壓上升或下降時相鄰兩點電壓差的2-3倍，當選取的數據點電壓值大于或等于該設定數值時，停止選取，該時間點即為波頭位置；

第三步中所述選擇入射波、反射波和透射波的波頭波尾位置，其中透射波波頭的位置選取方法，具體為：根據彈性波波速不變的原理，首先將子彈以2-3m/s的速度撞擊入射桿，測量入射波波頭與透射波波頭位置對應的時間間隔為Δt；然后以試驗速度撞擊入射桿，將選取的入射波波頭對應時間點與Δt相加，得到的時間點即為透射波波頭位置；

第三步中所述選擇入射波、反射波和透射波的波頭波尾位置，其中入射波、反射波和透射波的波尾位置選擇方法具體如下：

利用逐點比較的方法選擇入射波、反射波和透射波波尾的位置：首先在電壓-時間曲線上，選取一個時間點在波峰之后且電壓值為零的數據點，從該數據點向上一時間點逐點選取，與設定數值進行比較，該設定數值為電壓上升或下降時相鄰兩點電壓差的2-3倍，當選取的數據點電壓值大于或等于該設定數值時，停止選取，該時間點即為波尾位置。

2.根據權利要求1所述的基于分離式霍普金森壓桿實驗技術的數據處理方法，其特征在于，所述分離式霍普金森壓桿實驗技術，采用分離式霍普金森壓桿即SHPB動態力學性能測試裝置，該測試裝置包括SHPB、動態應變儀和數據采集裝置，其中SHPB包括子彈、測速儀、入射桿、透射桿、吸收桿和應變片；應變片貼在入射桿和透射桿上，并通過電纜線連接到動態應變儀上，同時動態應變儀與數據采集裝置連接；

進行測試時，氣槍通過高壓氣體的作用力作用到實心子彈上，子彈獲得動能軸向撞擊入射桿，在撞擊過程中產生彈性應力波，彈性應力波從撞擊接觸面端分別傳進子彈和入射桿；當進入入射桿中的彈性應力波到達入射桿與試件交界面時，一部分脈沖在界面處發生反射，而剩余部分進入試件，同樣在試件與透射桿界面處發生反射和透射；在入射桿、透射桿的中部貼上應變片，入射波、反射波和透射波經動態應變儀放大后送入數據采集裝置。

3.根據權利要求1所述的基于分離式霍普金森壓桿實驗技術的數據處理方法，其特征在于，第二步中所述對電壓-時間曲線進行平滑處理，具體為：采用對局部數據進行多項式回歸的方法平滑數據。