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数码电子雷管抗冲击性能的等效方法研究
1
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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分层梯度泡沫金属吸能特性分析和结构优化
2
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
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GH4738镍基高温合金动态压缩变形行为的中子衍射
3
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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ZL114A铝合金静动态力学性能研究及J-C本构模型建立
4
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
5
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
6
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
7
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
8
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
9
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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Cu/Al层合材料动态结构力学响应行为研究
10
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：3
11
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
12
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
13
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
14
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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不同冲击荷载作用下风积砂混凝土动力学特性及能量耗散规律研究 被引量：2
15
作者 张慧梅 王丹 陈世官 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期210-218,共9页
为探讨风积砂混凝土单次及循环冲击荷载作用下动力学特性及能量耗散规律,本文通过分离式霍普金森压杆装置,对风积砂混凝土试件进行动力学试验,探究单次、循环冲击作用下的宏观破坏模式、动力学特性和能量耗散特征。结果表明:单次冲击作... 为探讨风积砂混凝土单次及循环冲击荷载作用下动力学特性及能量耗散规律,本文通过分离式霍普金森压杆装置,对风积砂混凝土试件进行动力学试验,探究单次、循环冲击作用下的宏观破坏模式、动力学特性和能量耗散特征。结果表明:单次冲击作用下,随着冲击气压的增大,试件破碎程度越高,块度粒径越小,峰值应力及峰值应变均增大,并表现出明显的应变率相关性,试件强度增大,单位体积吸收能增大,能量吸收率则减小。循环冲击作用下,试件发生破坏所需的冲击次数随冲击气压的增大而减小,恒定气压下,随着冲击次数增加,试件破碎块度由大粒径向中、小粒径过渡,峰值应力正相关,峰值应变负相关,单位体积吸收能及能量吸收率呈总体下降趋势。风积砂影响混凝土抗冲击性能,原因在于其减少孔隙体积及分布,达到消耗冲击能量,减小结构冲击响应的作用。同时,改变了颗粒级配及混凝土密实度,改善了界面过渡区结构,最终达到增强混凝土抗冲击性能的作用。 展开更多
关键词 风积砂混凝土 分离式霍普金森压杆 循环冲击 破坏模式 应变率 动态增长因子 动力学特性 能量耗散
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不同脉宽应力波下饱水红砂岩动态劈裂特性研究 被引量：1
16
作者 解北京 蔺淑蓉 +3 位作者 黄纯逸 李晓旭 石嘉煜 栾铮 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第4期595-606,共12页
隧道爆破应力波的脉宽与幅值等参数直接影响隧道围岩的拉伸破坏程度。为探究脉冲宽度与幅值对饱水红砂岩动态力学特性的影响,采用分离式霍普金森压杆系统、高速摄像机及数字图像相关技术对干燥/饱水状态下红砂岩开展动态巴西劈裂试验。... 隧道爆破应力波的脉宽与幅值等参数直接影响隧道围岩的拉伸破坏程度。为探究脉冲宽度与幅值对饱水红砂岩动态力学特性的影响,采用分离式霍普金森压杆系统、高速摄像机及数字图像相关技术对干燥/饱水状态下红砂岩开展动态巴西劈裂试验。结果表明:饱水条件会减弱红砂岩的强度,在长度为200、300、400和500 mm的子弹冲击下红砂岩抗拉强度弱化率分别为91.16%、94.00%、94.86%和95.09%;红砂岩破坏模式以拉伸裂纹扩展为主,入射应力波脉冲宽度的增加可促进拉伸裂纹的萌生、发育;水分抑制红砂岩能量的吸收,单位体积吸收能量随应力波脉宽的增加而增大;各脉宽条件下冲击速度大于8 m/s,饱水红砂岩非拉伸耗能的占比均高于80%,冲击速度大于10 m/s时,红砂岩能耗率降低至5%以下,裂纹内自由水可产生抑制裂纹扩张的作用力,吸收的能量被用于剪切破坏。 展开更多
关键词 巴西劈裂 力学特性 能量耗散 分离式霍普金森压杆 数字图像(DIC)
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不同负温条件下模拟月壤动力学特性与能量耗散研究 被引量：1
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作者 马芹永 张波波 +2 位作者 简伟强 杨金辉 凌创宇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期32-43,共12页
研究月球极区含冰月壤的动力学特性和能量耗散规律对探月工程四期任务中探测器的着陆冲击特性、极区含冰月壤的冲击钻进采样具有重要的参考意义。以玄武质模拟月壤制备的含冰月壤样本为研究对象,利用直径50 mm的分离式Hopkinson压杆测... 研究月球极区含冰月壤的动力学特性和能量耗散规律对探月工程四期任务中探测器的着陆冲击特性、极区含冰月壤的冲击钻进采样具有重要的参考意义。以玄武质模拟月壤制备的含冰月壤样本为研究对象,利用直径50 mm的分离式Hopkinson压杆测试装置,研究了不同负温、不同含水率在不同冲击荷载作用下模拟含冰月壤样本的动力学特性、动态破坏形态特征和能量耗散规律。结果表明:①当温度降低至-25℃、-45℃和-65℃,动应力-应变曲线初始增长时无压密阶段,负温对模拟月壤样本的变形特性有着显著影响;峰值动应力随温度的降低和冲击气压的增加而增大,表现出明显的温度效应和应变率效应;温度的降低使得冲击荷载所诱发的瞬态温升效应减弱;动态强度增长系数ηd和平均应变率保持着正相关关系,含水率对模拟含冰月壤ηd的影响较大。②在相同冲击荷载作用下,模拟含冰月壤的动态破坏机制主要为块状滑面粉碎破坏、脆性断裂破坏和剪切边界破坏。③模拟含冰月壤在冲击压缩破坏过程中入射能、反射能和吸收能均呈现先上升后不变的趋势,能量反射系数的增长变化与负温条件、冲击荷载大小有关,能量吸收率与平均应变率随破坏程度的增大而增大。 展开更多
关键词 模拟月壤 分离式HOPKINSON压杆 动力学特性 破坏机制 能量耗散
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铱合金在高温下的动态拉伸力学性能
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作者 陈军红 张方举 胡文军 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第12期96-105,共10页
基于大电流加热方式建立了小尺寸板状试样高温动态拉伸实验技术,解决了片状试样与波导杆之间有效连接、试样高温实现与温度保持、高温试样与波导杆冷接触时间精准控制三项关键技术。为获取铱合金高温动态拉伸力学性能,利用该实验技术对... 基于大电流加热方式建立了小尺寸板状试样高温动态拉伸实验技术,解决了片状试样与波导杆之间有效连接、试样高温实现与温度保持、高温试样与波导杆冷接触时间精准控制三项关键技术。为获取铱合金高温动态拉伸力学性能,利用该实验技术对铱合金进行了10^(3)s^(-1)应变率下室温、600、900和1 100℃下的拉伸实验。结果表明,当温度从室温上升到900℃时,铱合金拉伸强度下降了12%,延性增加了2倍,但当温度上升至1 100℃时,铱合金拉伸强度下降了43%且延性增加了7.3倍。基于铱合金试样宏微观断裂形貌表征阐明了其变形机理。随着温度的升高,铱合金由沿晶断裂主控的断裂模式转变为晶粒高温软化断裂主控的断裂模式,晶界失效和晶粒高温软化屈服两者相互竞争,决定了铱合金的高温动态断裂行为。 展开更多
关键词 分离式霍普金森拉杆 铱合金 高温 动态拉伸 失效机理
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基于准原位AZ31镁合金双轴动态压缩变形行为
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作者 周乐 何振宇 +2 位作者 闫瑞华 王志 毛萍莉 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第1期45-52,共8页
【目的】镁合金具有质量轻、比强度和比刚度高且易回收的优点。汽车、飞行器前端及汽车侧面、尾部的镁合金零部件由于受到较高应变速率的冲击载荷作用,导致其在极短时间内失效,对设备的安全性能造成威胁,产生不可预料的后果。因此,对基... 【目的】镁合金具有质量轻、比强度和比刚度高且易回收的优点。汽车、飞行器前端及汽车侧面、尾部的镁合金零部件由于受到较高应变速率的冲击载荷作用,导致其在极短时间内失效,对设备的安全性能造成威胁,产生不可预料的后果。因此,对基于准原位镁合金在高应变速率动态压缩下的变形行为及其变形机理进行研究具有重要意义。【方法】为了分析AZ31镁合金受到动态冲击载荷作用时的动态力学性能,以挤压态AZ31镁合金为研究对象,基于准原位方法,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置研究了挤压剪切态AZ31镁合金在双轴动态压缩条件下的变形行为,利用电子背散射衍射技术(EBSD)及透射电子显微镜(TEM)对试样变形前后的微观组织进行表征。【结果】双轴动态压缩实验结果表明:AZ31镁合金在塑性变形过程中,沿着挤压径向压缩,大量拉伸孪晶被激活;当反向加载后,发生了退孪生现象并伴随少量拉伸孪晶被激活。深入分析不同的退孪生行为,发现SF值较高是发生退孪生行为的主要原因。采用滑移迹线法确定被激活的滑移系统并与退孪生行为相结合,用于判断滑移对退孪生的促进作用。当垂直于晶体c轴方向压缩时,拉伸孪晶容易被激活且孪晶与母晶粒夹角为86.3°,孪晶c轴接近平行于压缩方向;当改变压缩方向时,压缩方向垂直于孪晶c轴方向,即改变加载方向后,孪晶会发生退孪生行为。随着累积应变的积累,LAGBs峰值会持续升高。整个变形过程伴随滑移存在,说明LAGBs的产生是由滑移造成的,且滑移对塑性变形起到至关重要的作用。AZ31镁合金在塑性变形过程中,先被激活的孪晶随着压缩方向的改变发生退孪生现象;改变加载方向,变形过程均有滑移被激活,孪生与退孪生过程均伴随滑移的发生;AZ31镁合金在不同方向的动态压缩变形行为主要由滑移及孪生的共同作用导致。【结论】本文对AZ31镁合金微观组织的变形行为进行研究,为其广泛应用提供理论基础。 展开更多
关键词 AZ31镁合金 分离式霍普金森压杆 滑移 孪生 退孪生 施密特因子(SF) 晶界取向差 孪晶变体
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冲击载荷下饱水红砂岩力学响应与破碎特征
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作者 解北京 蔺淑蓉 +3 位作者 汪泉 石嘉煜 李晓旭 李恒 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第7期2582-2592,共11页
施工采掘扰动导致岩体失稳破坏易诱发工程灾害,为研究饱水红砂岩动力学响应行为,借助分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar, SHBP)开展单轴及三轴冲击加载试验,探究红砂岩在脉冲宽度及冲击速度双重影响下的力学特征,同时结... 施工采掘扰动导致岩体失稳破坏易诱发工程灾害,为研究饱水红砂岩动力学响应行为,借助分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar, SHBP)开展单轴及三轴冲击加载试验,探究红砂岩在脉冲宽度及冲击速度双重影响下的力学特征,同时结合分形维数,深入解析单轴加载下饱水红砂岩破坏特征。结果表明:单轴/三轴冲击下,干燥红砂岩可获得更高的应变率和抗压强度;三轴冲击试验中,较短脉冲宽度作用下,饱水红砂岩应变响应速度更快;单轴作用下,脉冲宽度及冲击速度均较大时,应变率-时程曲线产生双峰现象,三轴冲击无此现象;脉冲宽度的增加会延长红砂岩破坏时间,L=200 mm时为基础,每增加100 mm,应变率时程延长约50μs;脉冲宽度及冲击速度越大,试样轴向破坏越剧烈,呈粉碎性破坏;冲击强度影响红砂岩裂纹数量,脉冲宽度影响裂纹发育长度和深度。研究结果对深入认识应力波作用下红砂岩失稳破坏特征具有重要意义。 展开更多
关键词 安全工程 分离式霍普金森压杆 力学特性 破碎特征
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