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矿岩爆破——破碎能量耦合耗散机制试验研究
1
作者 邱贤阳 杨振武 +4 位作者 邱泓杰 沈文博 李蕾蕾 冯泽平 武栋 《黄金科学技术》 北大核心 2026年第1期150-165,共16页
为优化爆破—破碎环节的能量耦合效率,采用分离式霍普金森(SHPB)冲击试验与落锤冲击试验,建立了爆破能量—破碎块度—破碎能耗的定量耦合模型。SHPB试验在不同冲击气压条件下对若干试样进行动态破碎,揭示了入射能与三轴平均径的线性递... 为优化爆破—破碎环节的能量耦合效率,采用分离式霍普金森(SHPB)冲击试验与落锤冲击试验,建立了爆破能量—破碎块度—破碎能耗的定量耦合模型。SHPB试验在不同冲击气压条件下对若干试样进行动态破碎,揭示了入射能与三轴平均径的线性递减关系;落锤试验以不合格碎块作为研究对象,构建了破碎能耗与输入块度的指数递增模型。两阶段模型耦合表明,总能耗随块度变化呈先降低后升高的变化趋势,碎块粒径控制在37~42 mm时能耗最低,降幅可达42.8%。研究结果揭示了传统能量最优理论在破碎环节的非线性能耗与爆破能量梯度分布之间的矛盾,提出了通过多级破碎或优化能量分配实现系统节能。通过阐明能量跨工序传递的非线性规律,为矿山全流程能耗优化提供了理论依据和参数化指导,对于提升硬岩开采的能效管理具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 冲击载荷 分离式霍普金森压杆(SHPB) 落锤冲击 能量耗散 破碎块度
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数码电子雷管抗冲击性能的等效方法研究
2
作者 侯建华 张江涛 +3 位作者 端家荣 任冬梅 刘小宝 许建兵 《爆破器材》 北大核心 2026年第1期18-24,共7页
针对数码电子雷管评估时操作繁琐、定量评估困难的问题,基于分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击系统,提出了测试数码电子雷管抗冲击性能的新方法。利用SHPB冲击系统和水下爆炸冲击系统研究了不同冲击强度下数码电子雷管的损伤特征,建立了冲... 针对数码电子雷管评估时操作繁琐、定量评估困难的问题,基于分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击系统,提出了测试数码电子雷管抗冲击性能的新方法。利用SHPB冲击系统和水下爆炸冲击系统研究了不同冲击强度下数码电子雷管的损伤特征,建立了冲击载荷加载下数码电子雷管发火能量损失的数学模型,对比分析了2种实验方法提供的力学环境的等效性。结果表明:在2种实验方法提供的力学载荷加载下,数码电子雷管表现出相同的损伤特征;在冲击载荷作用下,数码电子雷管失效的主要原因是电容发火能量的损失,且电容发火能量的损失与所受冲击强度呈正相关关系。SHPB冲击系统可以有效地模拟数码电子雷管受冲击波作用的工况,可作为新型方法全面评估工业电子雷管的抗冲击性能。 展开更多
关键词 数码电子雷管 抗冲击性能 分离式霍普金森压杆 水下爆炸冲击
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隧道衬砌混凝土的动态抗压强度试验与细观模拟研究
3
作者 黄汝广 周震明 《混凝土》 北大核心 2026年第3期25-29,共5页
为了探究隧道围岩在爆破荷载作用下的损伤演化规律,选取衬砌喷射混凝土为研究对象,借助霍普金森压杆(SHPB)装置,开展了不同含水状态和应变率条件下的动态冲击测试。结合离散元(DEM)模拟手段,对衬砌混凝土破坏机理展开全面剖析。结果表明... 为了探究隧道围岩在爆破荷载作用下的损伤演化规律,选取衬砌喷射混凝土为研究对象,借助霍普金森压杆(SHPB)装置,开展了不同含水状态和应变率条件下的动态冲击测试。结合离散元(DEM)模拟手段,对衬砌混凝土破坏机理展开全面剖析。结果表明:干燥混凝土经过吸水处理后,动态抗压强度的平均降幅约为25.5%;随着平均应变率从50 s^(-1)递增至250 s^(-1),衬砌混凝土的动态抗压强度呈线性下降,破碎程度显著提高,体现了混凝土动态强度的应变率效应;衬砌混凝土破裂过程可划分为体积压密、线弹性、塑性屈服及卸荷4个变形阶段;衬砌混凝土动态抗压强度与平均应变率呈线性相关关系;在冲击加载工况下,混凝土的破碎裂纹呈现出从试件边缘朝着中心区域逐步发展的过程;DEM模拟有效模拟了衬砌混凝土的动态破坏机制,数值模拟预测的应力应变关系与SHPB试验结果呈高度一致性。 展开更多
关键词 隧道工程 衬砌混凝土 动荷载 损伤特性 霍普金森压杆
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含水煤体动态力学特性及爆破损伤规律研究
4
作者 杨胜利 魏炜杰 +2 位作者 程博源 宋宇航 陈勇升 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2026年第2期415-429,共15页
急倾斜厚煤层水平分段综放开采顶煤因厚度大、破碎困难导致采出率低,通常需弱化处理。为研究注水弱化后顶煤动态力学特性及爆破损伤规律,利用分离式霍普金森压杆对不同含水率煤体开展动态压缩试验。结果表明:含水煤体动态应力-应变曲线... 急倾斜厚煤层水平分段综放开采顶煤因厚度大、破碎困难导致采出率低,通常需弱化处理。为研究注水弱化后顶煤动态力学特性及爆破损伤规律,利用分离式霍普金森压杆对不同含水率煤体开展动态压缩试验。结果表明:含水煤体动态应力-应变曲线主要包括弹性、塑性、塑性耗能及破坏阶段,高冲击速度下无塑性耗能阶段;随着含水率升高,动态抗压强度线性下降,弱化系数增大,峰值应变呈先降后升的U形趋势;随着冲击速度增加,动态抗压强度上升但增速减缓,弱化系数先增后减,峰值应变上升但增速减缓;煤体破碎呈应变率与含水率协同效应,水分促使破碎模式由“少裂纹-大块体”向“多裂纹-粉末化”转变;含水率升高使反射能先增后降、反射率持续上升,而透射能、耗散能及其比率均下降;冲击速度提高使反射能显著增加,反射率先降后升,透射能与耗散能增加,但其比率先增后降,说明高冲击下能量更多向反射分配。数值模拟进一步证实,含水煤体爆破损伤范围显著扩大,裂隙区增长优于粉碎区。研究结果为注水联合爆破进行顶煤弱化提供了理论依据。 展开更多
关键词 顶煤弱化 煤层注水 霍普金森杆 动态力学特性 含水率
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分层梯度泡沫金属吸能特性分析和结构优化
5
作者 王鑫 郭泓旭 +2 位作者 张衡 屠向向 王建军 《锻压技术》 北大核心 2026年第1期264-272,共9页
针对泡沫金属材料在动态测试条件下透射信号弱、难以实现大变形的特点,设计了一种改进型分离式霍普金森压杆。利用其分别测量了3种泡沫金属和由这3种泡沫金属组成的分层梯度泡沫金属的动态力学性能,得到了相应泡沫金属材料的应力-应变... 针对泡沫金属材料在动态测试条件下透射信号弱、难以实现大变形的特点,设计了一种改进型分离式霍普金森压杆。利用其分别测量了3种泡沫金属和由这3种泡沫金属组成的分层梯度泡沫金属的动态力学性能,得到了相应泡沫金属材料的应力-应变曲线。运用Abaqus有限元仿真软件建立分离式霍普金森压杆的有限元模型,研究了分层梯度泡沫金属的吸能特性。最后,结合Isight软件采用NSGA-II算法对分层梯度泡沫金属的各层泡沫金属的厚度进行优化,确定分层梯度泡沫金属中各层泡沫金属厚度的最佳尺寸。结果表明,尺寸优化后的分层梯度泡沫金属吸能特性较之前提高了36.6%,且整体结构的质量有所下降。 展开更多
关键词 泡沫金属 分离式霍普金森压杆 NSGA-II算法 吸能特性 分层梯度
原文传递
GH4738镍基高温合金动态压缩变形行为的中子衍射
6
作者 李洪佳 夏尚武 +1 位作者 谢雷 樊志剑 《物理学报》 北大核心 2026年第5期363-371,共9页
应变率、温度和应变量是影响镍基高温合金微结构演化的重要因素.本文采用分离式霍普金森压杆冲击实验研究了GH4738镍基高温合金在温度为室温(RT)—500℃、应变率为1000—7500 s^(–1)条件下的压缩力学特性.利用中子衍射技术对应变率为30... 应变率、温度和应变量是影响镍基高温合金微结构演化的重要因素.本文采用分离式霍普金森压杆冲击实验研究了GH4738镍基高温合金在温度为室温(RT)—500℃、应变率为1000—7500 s^(–1)条件下的压缩力学特性.利用中子衍射技术对应变率为3000 s^(–1)、冻结应变为–0.02,–0.05,–0.10,–0.20和–0.25的平行试样进行晶胞参数和点阵应变测试.随冻结应变增加,水平方向的γ-γ'晶格错配度为正值且呈增大趋势,而垂直方向的γ-γ'晶格错配度由正值转为负值;γ'相的弹性点阵应变一致增大,而γ相的弹性点阵应变几乎不变.{111}和{220}晶面的点阵应变在RT下为正值,400℃和500℃下为负值,{200}晶面的点阵应变在RT—500℃均出现正负交替演化,而{311}晶面的点阵应变在RT—500℃下均为负值,但在冻结应变为–0.25时RT和500℃下{311}晶面的点阵应变出现明显回弹.结合透射电镜缺陷表征发现,晶格错配度和晶格应变在位错剪切γ'相时增幅较小,而在位错绕过或塞积于γ'相时则增幅较大,且大变形量下与残余应力相关的弹性点阵应变随位错持续增殖而部分释放. 展开更多
关键词 镍基高温合金 霍普金森压杆冲击 中子衍射 残余应力
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Ⅰ型加载下复合岩样动态破碎特征与能耗的关系
7
作者 乔磊 温森 +1 位作者 黄睿智 孔庆梅 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期149-160,共12页
【目的】探究在Ⅰ型加载下复合岩样断裂破碎特征与能耗之间的关系,为复合岩层中隧道建设、能源开采等工程提供理论依据。【方法】利用分离式霍普金森压杆(SHPB)设备,对均质及复合岩样的中心直切槽巴西半圆盘(NSCB)试样进行了动荷载作用... 【目的】探究在Ⅰ型加载下复合岩样断裂破碎特征与能耗之间的关系,为复合岩层中隧道建设、能源开采等工程提供理论依据。【方法】利用分离式霍普金森压杆(SHPB)设备,对均质及复合岩样的中心直切槽巴西半圆盘(NSCB)试样进行了动荷载作用下的三点弯曲试验。【结果】(1)预制裂缝长度为10 mm试样的吸收能整体上小于预制裂缝长度为5 mm试样的。(2)在0.3、0.4、0.5 MPa 3种冲击气压下,NSCB岩样的能量利用率在0.3 MPa时最大,为21%;复合岩样仅发生Ⅰ型断裂破坏且层理倾角为135°时,复合岩样的能量利用率最高,而层理倾角为90°时,复合岩样的能量利用率最低,相比层理倾角为135°时的降低了44.7%;Ⅰ型断裂破坏的能量利用率高于Ⅱ型断裂破坏的能量利用率。(3)入射能和吸收能的增加使试样的平均破碎尺寸减小,分形维数增加,试样的破碎程度加剧;NSCB复合岩样的层理倾角为45°时,破碎最为剧烈。【结论】Ⅰ型加载下复合NSCB岩样的能耗特征与断裂模式及破碎程度密切相关。预制裂缝长度、层理倾角和冲击强度共同控制试样的能量耗散行为。研究结果可为复合岩层工程中的动力破坏分析与稳定性评价提供参考。 展开更多
关键词 复合岩石 直切槽巴西半圆盘 分离式霍普金森压杆 能耗关系
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钢-PE混杂纤维水泥基复合材料动态压缩性能尺寸效应试验研究
8
作者 赵波 李亮 +2 位作者 王子晨 吴俊 杜修力 《材料导报》 北大核心 2026年第6期70-77,共8页
利用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置进行了钢-聚乙烯混杂纤维水泥基复合材料(S/PE-ECC)的动态压缩试验,研究了S/PE-ECC材料动态压缩性能的尺寸效应,对比了Ф50 mm×25 mm和Ф70 mm×35 mm两种尺寸... 利用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置进行了钢-聚乙烯混杂纤维水泥基复合材料(S/PE-ECC)的动态压缩试验,研究了S/PE-ECC材料动态压缩性能的尺寸效应,对比了Ф50 mm×25 mm和Ф70 mm×35 mm两种尺寸试件的动态压缩试验结果,包括破坏状态、动态抗压强度、动态峰值应变和动态应力峰值前韧度的差异。试验结果表明:①当应变率相近时,两种尺寸的各类S/PE-ECC试件的破坏状态基本相似且破坏程度相近,未表现出明显的尺寸效应。②在相近应变率下,尺寸较小的Ф50 mm×25 mm试件的动态抗压强度和动态应力峰值前韧度的试验结果均高于尺寸较大的Ф70 mm×35 mm试件的试验结果,表现出较明显的尺寸效应。纤维的加入会削弱水泥基材料动态抗压强度和动态应力峰值前韧度的尺寸效应。③S/PE-ECC试件的动态峰值应变的尺寸效应无明显的规律,试件尺寸的减小会使S/PE-ECC的动态峰值应变的应变率强化效应更为显著。 展开更多
关键词 水泥基复合材料 钢-PE混杂纤维 动态压缩 尺寸效应 分离式霍普金森压杆(SHPB)
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ZL114A铝合金静动态力学性能研究及J-C本构模型建立
9
作者 卢祖超 路来骁 +3 位作者 孙杰 石奇龙 詹红 舒大禹 《精密成形工程》 北大核心 2026年第2期208-217,共10页
目的研究ZL114A铝合金在不同应变率和温度下的静动态力学性能,采用准静态拉伸试验与动态霍普金森压杆试验相结合的方法,系统分析其流动应力行为,建立Johnson-Cook本构模型。方法通过电子万能试验机进行准静态拉伸试验,获取准静态条件下... 目的研究ZL114A铝合金在不同应变率和温度下的静动态力学性能,采用准静态拉伸试验与动态霍普金森压杆试验相结合的方法,系统分析其流动应力行为,建立Johnson-Cook本构模型。方法通过电子万能试验机进行准静态拉伸试验,获取准静态条件下该材料的应力-应变曲线。结合配有电磁加热装置的霍普金森压杆设备进行动态压缩试验,获取材料在不同温度、不同应变率条件下的应力-应变曲线,探究温度(20~420℃)与应变率(1500~5800 s^(-1))对材料力学性能的影响规律。通过最小二乘法拟合试验数据,建立了适用于高温高应变率条件下的J-C本构模型。结果ZL114A铝合金在常温低应变率条件下表现出较弱的应变率敏感性;在高温条件下表现出较高的温度敏感性;材料的流动应力随应变的增加呈现显著增加的趋势,而温度升高会引发热软化效应,导致流动应力降低。基于最小二乘法拟合试验数据,建立的J-C本构模型能够有效耦合应变、应变率及温度效应,其预测结果与试验数据在一定误差范围内较为吻合。结论建立的Johnson-Cook本构模型能有效预测材料在复杂工况下的力学响应,为航空、汽车和机械工程领域的结构设计和优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 ZL114A铝合金 静动态力学性能 霍普金森压杆试验 Johnson-Cook本构模型 最小二乘法
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高温与冲击耦合作用下超高性能混凝土的动态力学特性与本构方程
10
作者 张臣 高飞 +2 位作者 何睿 王振 张国凯 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第2期107-123,共17页
为研究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)在高温-爆炸冲击耦合作用下的动态力学特性,采用高温分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)实验系统,开展了25~600℃温度及90~200 s^(-1)应变率范围内C1... 为研究超高性能混凝土(ultra-high performance concrete, UHPC)在高温-爆炸冲击耦合作用下的动态力学特性,采用高温分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)实验系统,开展了25~600℃温度及90~200 s^(-1)应变率范围内C140 UHPC单轴压缩实验,系统分析了高温与冲击耦合作用下材料的强度、应变、韧性、应力-应变关系及破坏形态,揭示了温度与应变率效应对其动态力学性能的影响规律,并基于温度效应修正了Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型屈服面。结果表明:UHPC在高温动态压缩下表现出显著的应变率强化效应,但高温同时劣化其力学性能;材料应变能力与韧性演化规律源于温度效应与应变率效应的协同作用;在相同温度下,提高应变率可加剧UHPC的破坏程度。当温度超过400℃时,UHPC基体劣化及钢纤维氧化致使材料整体呈现脆性破坏特征,然而其局部芯部仍保持完整并具有显著残余承载能力;修正后的HJC屈服面适用于该类材料在高温与冲击耦合作用下的动态力学性能研究。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 高温分离式霍普金森压杆(SHPB)实验 温度效应 应变率效应 动态力学性能
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陶瓷材料Ⅰ型动态断裂韧性的新型测试方法
11
作者 蔡治城 许泽建 +2 位作者 范昌增 武刚 黄风雷 《爆炸与冲击》 北大核心 2026年第2期97-106,共10页
基于霍普金森压杆技术,采用新设计的微型纯Ⅰ型断裂试样和配套夹具,提出了一种针对陶瓷材料的新型动态断裂测试方法,试样的起裂时间由应变片法测得;对氧化铝陶瓷开展了不同加载速率下的动态断裂实验,采用实验-数值方法得到了材料的Ⅰ型... 基于霍普金森压杆技术,采用新设计的微型纯Ⅰ型断裂试样和配套夹具,提出了一种针对陶瓷材料的新型动态断裂测试方法,试样的起裂时间由应变片法测得;对氧化铝陶瓷开展了不同加载速率下的动态断裂实验,采用实验-数值方法得到了材料的Ⅰ型动态应力强度因子曲线及动态断裂韧性。结果显示:随着加载速率从0.45 TPa·m^(1/2)·s^(-1)提高到1.83 TPa·m^(1/2)·s^(-1),氧化铝陶瓷的Ⅰ型动态断裂韧性值由8.39 MPa·m^(1/2)增加至15.76 MPa·m^(1/2),而起裂时间则随着加载速率的增加而不断提前。由断口分析可知,随着加载速率的增加,氧化铝陶瓷由沿晶断裂占主导的失效模式逐步转变为以穿晶-沿晶相混合的断裂模式。这期间,更多的微缺陷被激活并扩展形成微裂纹,从而导致混合型断裂模式的发生。材料失效模式的转变将引起更多的能量耗散,这是断裂韧性升高的根本原因。 展开更多
关键词 氧化铝陶瓷 动态断裂韧性 加载速率 分离式霍普金森压杆
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高锰奥氏体钢动态压缩性能及绝热剪切行为
12
作者 夏敏 吴文涛 +3 位作者 谭欣 赵峰 郭洪燕 何满潮 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期118-127,共10页
采用微型霍普金森压杆系统,研究了一种高锰奥氏体钢(NPR钢)在超高应变速率下的动态压缩性能和剧烈塑性变形微观结构。NPR钢在超高冲击下表现出卓越的抗冲击性和应变硬化能力,屈服强度约为550 MPa,极限抗压强度约为1500 MPa,断裂应变为0.... 采用微型霍普金森压杆系统,研究了一种高锰奥氏体钢(NPR钢)在超高应变速率下的动态压缩性能和剧烈塑性变形微观结构。NPR钢在超高冲击下表现出卓越的抗冲击性和应变硬化能力,屈服强度约为550 MPa,极限抗压强度约为1500 MPa,断裂应变为0.7。通过分析准静态和动态条件下的应变速率敏感性系数λ,发现NPR钢具有2个不同的应变速率敏感区。在应变速率为1×104 s-1时,NPR钢未发生断裂,沿冲击截面晶界处产生大量聚集型微孔洞,孔洞的形成方向与冲击方向呈65°。随着应变率增加到2×104 s-1,NPR钢发生断裂,冲击截面出现由大量微孔洞聚集长大形成的绝热剪切带,绝热剪切带的生长方向与冲击方向呈70°。此外,沿冲击方向形成大量的异质结构,包括扭折带、形变孪晶以及孪晶相互作用区域产生的旋转纳米晶,表明在超高应变率下,NPR钢结构具有复杂的损伤机制。 展开更多
关键词 NPR钢 微型霍普金森压杆 动态压缩行为 绝热剪切带 大塑性变形
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不同应变率下含孔洞砂岩的冲击响应特性研究
13
作者 李德林 刘洋 +1 位作者 王蔚然 方文辉 《佳木斯大学学报(自然科学版)》 2026年第2期108-111,44,共5页
为揭示含孔洞砂岩在冲击荷载作用下的动态响应机制与破坏演化规律,利用SHPB试验系统,开展了不同应变率下孔径为10 mm的立方体砂岩试样的冲击压缩试验。通过应力-应变曲线分析、能量计算与宏观破坏形态观察,研究了应变率对含孔洞砂岩力... 为揭示含孔洞砂岩在冲击荷载作用下的动态响应机制与破坏演化规律,利用SHPB试验系统,开展了不同应变率下孔径为10 mm的立方体砂岩试样的冲击压缩试验。通过应力-应变曲线分析、能量计算与宏观破坏形态观察,研究了应变率对含孔洞砂岩力学性能、能量耗散行为及破坏特征的影响。结果表明:随着应变率的增大,含孔洞砂岩的峰值应力、峰值应变及弹性模量均随应变率的增大而增加;含孔洞砂岩的入射能、反射能、透射能和耗散能均随应变率的增大而增加,且随着应变率的增大,砂岩由局部裂纹发展为大范围破碎,结构完整性降低,脆性特征显著。 展开更多
关键词 动态力学特性 SHPB 含孔洞砂岩 应变率效应 能量耗散 破坏形态
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不同应变率岩石动态强度及裂隙演化试验研究
14
作者 潘陶 刘啸 《煤矿安全》 北大核心 2026年第1期76-86,共11页
冲击动载作用下岩石动态力学特性的研究对在切顶爆破过程中实现控制爆破具有重要理论指导意义。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,以淮南丁集煤矿顶板砂岩为试验对象,通过改变冲击速度获得其不同应变率,得到了冲击动载条件下砂岩... 冲击动载作用下岩石动态力学特性的研究对在切顶爆破过程中实现控制爆破具有重要理论指导意义。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,以淮南丁集煤矿顶板砂岩为试验对象,通过改变冲击速度获得其不同应变率,得到了冲击动载条件下砂岩不同应变率的应力-应变关系,分析了冲击动载作用下不同应变率砂岩试件强度特征,并基于CT扫描技术得到了砂岩试件内部裂隙演化及分形维数变化特征。结果表明:不同应变率条件下试件的应力-应变曲线分为4个阶段,即:存在下凹段的原生裂隙压实阶段、不同斜率的近似弹性线性变形阶段、应力非线性增加的屈服阶段及随变形增加应力显著降低的软化破坏阶段;动态峰值应力、动态弹性模量与应变率呈现明显的正相关关系,应变率的增大可以提高试件的极限承载能力,试件的动态强度增长系数随着应变率的提高而增大,但存在一个临界应变率状态;冲击动载作用下砂岩试件裂隙由外侧向内部、切向向径向、相互贯通扩展呈现拉伸劈裂破坏演化特征;随着冲击次数增加,试件整体呈现裂隙数量增加、裂隙体积及裂隙面积增大的趋势,裂隙体积与裂隙面积呈现缓慢增大向显著增大变化的趋势,分形维数呈现显著增大向缓慢增大变化的趋势。 展开更多
关键词 冲击动载 应变率 动态抗压强度 裂隙演化 分离式霍普金森压杆(SHPB)
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钢纤维增强硫铝酸盐水泥基材料的动态力学性能
15
作者 汪峻峰 张锋 +2 位作者 鲁刘磊 裴大田 张宗洋 《建筑材料学报》 北大核心 2026年第2期156-166,共11页
采用ϕ120分离式霍普金森压杆(SHPB)研究了不同应变率(80、135、180 s-1)下钢纤维增强硫铝酸盐水泥(SAC)砂浆的动态力学性能,并通过X射线计算机断层扫描(X-CT)高分辨的三维重构,对劣化前后的细观结构进行了可视化表征和定量分析。结果表... 采用ϕ120分离式霍普金森压杆(SHPB)研究了不同应变率(80、135、180 s-1)下钢纤维增强硫铝酸盐水泥(SAC)砂浆的动态力学性能,并通过X射线计算机断层扫描(X-CT)高分辨的三维重构,对劣化前后的细观结构进行了可视化表征和定量分析。结果表明:各组砂浆均呈现明显的应变率效应;掺加钢纤维显著提高了SAC砂浆的峰值应力,其最佳体积分数在0.3%~0.6%;SAC砂浆的峰值应力、峰值应变、弹性模量和应力-应变曲线下面积均随着应变率的增大而增大;在高应变率下,砂浆破坏主要表现为钢纤维的滑移或拔出;掺加钢纤维虽然增加了SAC砂浆的孔隙率,但能在基体中形成三维网络骨架来抑制主裂纹的扩展,钢纤维体积分数越大,微裂缝的占比越小。 展开更多
关键词 硫铝酸盐水泥 钢纤维 应变率效应 分离式霍普金森压杆 三维重构
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Cu/Al层合材料动态结构力学响应行为研究
16
作者 张萌 张亚光 《建筑机械》 2026年第1期295-299,共5页
文章研究了层合材料的动态冲击性能,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对Cu/Al爆炸焊接层合材料进行冲击压缩试验。试验结果表明:在冲击载荷下,串联与并联结构形式的试件均表现出明显的应变率效应;在相同的子弹冲击速度下,并联结构的应力强... 文章研究了层合材料的动态冲击性能,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对Cu/Al爆炸焊接层合材料进行冲击压缩试验。试验结果表明:在冲击载荷下,串联与并联结构形式的试件均表现出明显的应变率效应;在相同的子弹冲击速度下,并联结构的应力强度和能量吸收能力明显强于串联结构,体现出层合材料的结构差异性。 展开更多
关键词 Cu/Al爆炸焊接层合材料 分离式霍普金森杆 应变率效应
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循环荷载作用下石灰岩动态力学响应特征与损伤演化机制 被引量：5
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作者 雷小磊 汪海波 +2 位作者 段继超 王梦想 吕闹 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期30-40,57,共12页
为了探究循环荷载作用下石灰岩力学性能以及损伤演化机理,开展了一系列室内试验、理论分析和数值模拟。首先,对石灰岩实施了分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)单次与等幅循环冲击试验,并结合Weibull损伤理论构建... 为了探究循环荷载作用下石灰岩力学性能以及损伤演化机理,开展了一系列室内试验、理论分析和数值模拟。首先,对石灰岩实施了分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)单次与等幅循环冲击试验,并结合Weibull损伤理论构建动载损伤演化模型,并利用ANSYS/LSDYNA软件对石灰岩开展循环爆破数值模拟。结果显示,单次冲击作用下,冲击气压升高导致石灰岩峰值应力增大、屈服应变增加;循环冲击作用下,随着冲击气压从0.15 MPa升至0.30 MPa,试件破裂所需冲击次数逐渐减少,由13次减至3次;随着冲击次数增加,试件屈服应变增大,弹性模量、峰值应力降低,累积损伤近1时发生破坏;爆破次数增加,模型炮孔周边的粉碎区域扩大,主裂纹持续扩展,损伤不断累积。本研究定义的损伤变量实现了对循环冲击荷载作用下累积损伤演化全过程完整统一的描述,建立的爆破荷载作用下岩石损伤表达式有效揭示了单次爆破过程中岩石损伤分布特性,符合工程爆破理论体系,能够为工程爆破作业提供重要参考。 展开更多
关键词 分离式霍普金森压杆(SHPB)试验 循环冲击 数值模拟 循环爆破 累积损伤
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冲击荷载作用下黄土动力特性研究 被引量：4
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作者 童朝霞 邢大鹏 +2 位作者 郝志宾 许国一 冯锦艳 《中国公路学报》 北大核心 2025年第1期73-82,共10页
为了研究黄土在冲击荷载作用下的动力响应特性,利用可靠的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验技术,对含水率分别为13%、16%、19%和22%的黄土试样进行了多组不同应变率的冲击压缩试验,撞击杆的设计速度分别为4、6、8、10 m·s^(-1)。试验... 为了研究黄土在冲击荷载作用下的动力响应特性,利用可靠的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验技术,对含水率分别为13%、16%、19%和22%的黄土试样进行了多组不同应变率的冲击压缩试验,撞击杆的设计速度分别为4、6、8、10 m·s^(-1)。试验结果表明:冲击荷载作用下黄土试样的动应力-应变响应过程具有明显的分段性,可划分为弹性变形、塑性流动和破坏3个阶段;应变率和含水率的变化对黄土试样的动力特性影响显著,其中应变率的增加导致黄土试样出现塑性流动阶段延长的现象,含水率的增加则使得黄土试样的动应力-应变发展过程表现出由以塑性流动为主向以脆性破坏为主的转化趋势;黄土试样的屈服强度、破坏强度和破坏应变均随着应变率的增加而增加,随着含水率的增加而减小;黄土试样的压缩波速主要受含水率的影响,含水率越高,波速越大。采用考虑损伤演化的Z-W-T元件组合模型对由试验获得的黄土试样动力响应进行了模拟,结果显示由元件组合模型模拟得到的黄土试样动应力-动应变关系曲线与由分离式霍普金森压杆试验得到的动应力-应变曲线具有很好的一致性;在此基础上,对元件组合模型参数进行了深入分析,发现黄土试样对高应变率的响应比对低应变率的响应更为敏感。 展开更多
关键词 路基工程 动力特性 分离式霍普金森压杆 黄土 含水率 元件组合模型 高应变率
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卵石和碎石混凝土的冲击动态力学性能分析 被引量：1
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作者 王高辉 彭涛 +1 位作者 卢文波 任心语 《武汉大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第1期11-19,共9页
作为混凝土这种三相材料的重要组成部分,粗骨料对混凝土的基本特性以及破坏机理有重要影响。为研究骨料种类(卵石、碎石)对混凝土动态力学性能的影响,采用?100 mm分离式霍普金森杆对卵石和碎石混凝土试件进行了3种气压下的动态压缩试验... 作为混凝土这种三相材料的重要组成部分,粗骨料对混凝土的基本特性以及破坏机理有重要影响。为研究骨料种类(卵石、碎石)对混凝土动态力学性能的影响,采用?100 mm分离式霍普金森杆对卵石和碎石混凝土试件进行了3种气压下的动态压缩试验。对比了2种混凝土试件的破坏形态,从波形特征、破坏模式、动态强度增大因子、耗散能等方面分析了粗骨料对混凝土动态力学性能的影响,解释了骨料种类影响混凝土动态力学性能的机理。试验结果表明:波形与试件破坏形态紧密相关,反射波在一定程度上可以反映试件完整程度;2种混凝土试件均有明显的应变率效应,应变率较低时,碎石混凝土应变率敏感性更强,应变率较高时,卵石混凝土应变率敏感性更强。 展开更多
关键词 卵石混凝土 碎石混凝土 冲击动态力学性能 分离式霍普金森杆 冲击耗散能
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玄武岩纤维混凝土和聚乙烯纤维混凝土静动态力学性能 被引量：4
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作者 颜学渊 罗福斌 +2 位作者 金贤洪 张鸿晖 陈雯晖 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第9期825-833,共9页
研究了不同纤维掺量下玄武岩纤维混凝土(BFRC)和聚乙烯纤维混凝土(PEFRC)的静动态力学性能。结果表明:试验参数范围内,PEFRC的静态力学性能优于BFRC;当玄武岩纤维(BF)和聚乙烯纤维(PEF)掺量分别为0.10%和0.20%时,相应纤维混凝土(FRC)的... 研究了不同纤维掺量下玄武岩纤维混凝土(BFRC)和聚乙烯纤维混凝土(PEFRC)的静动态力学性能。结果表明:试验参数范围内,PEFRC的静态力学性能优于BFRC;当玄武岩纤维(BF)和聚乙烯纤维(PEF)掺量分别为0.10%和0.20%时,相应纤维混凝土(FRC)的静态力学性能得到显著提升;当BF和PEF掺量均为0.20%时,相应FRC的动态抗压强度提升效果最佳;当PEF掺量为0.15%时,PEFRC表现出最佳动态压缩韧性。基于ZWT(Zhu-Wang-Tang)本构模型构建的动态黏弹性损伤本构模型能较好预测FRC在冲击荷载下的动态力学性能。 展开更多
关键词 玄武岩纤维混凝土 聚乙烯纤维混凝土 SHPB试验 动态抗压强度 动态本构模型
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