用于脆性材料的Hopkinson压杆动态实验新方法

摘要

岩石、陶瓷或混凝土等脆性材料 ,在用 Hopkinson压杆对其实施高应变率加载实验时 ,由于其破坏应变很小 ,试件通常在加载入射波的波头部分 (含初始上升沿和较大的弥散振荡部分 )就已破坏失效 ,因此采用常规的实验或数据处理方法很难得到精确有效的实验结果 .本文提出的 Hopkinson压杆装置预留间隙实验法能使加载入射波波幅振荡明显减小且初始上升时间为零 ,有效地减小了弹性波弥散带来的误差 ,使贴于压杆中部的应变片测得的信号经处理后很大程度上直接反映的是试件端面的实际受力状态 ,且由于避免了试件在加载波上升沿段的不稳定受力而使应变率历史曲线更趋于恒定 ,这为提高 Hopkinson压杆装置的实验精度 ,特别是为脆性材料提供了一种实施高应变率实验的实用可行的途径 .