双向拉伸Hopkinson斜杆加载方法的探索与研究

作     者：王思聪 南海鹏 赵思晗 WANG Sicong;NAN Haipeng;ZHAO Sihan

作者机构：西安理工大学水利水电学院西安710048 西北工业大学航空学院西安710072 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第19期

页      面：117-124页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11872051 12072287) 

主　　题：Hopkinson杆 传播规律 同步性 双轴拉伸 

摘      要：为了实现对材料的双轴同步拉伸加载,现已有通过双向电磁脉冲驱动,以及对称双曲杆产生的双向拉伸波的方式,对试样进行双向动态拉伸加载。试图探索一种结构简单,造价低廉,加工难度小的双向拉伸Hopkinson斜杆加载装置。为了理解斜杆对弹性压缩波传播规律的影响,对斜杆撞击进行了ABAQUS有限元仿真计算和理想验证试验分析。结果发现,斜杆夹角在低于60°和高于90°时,方波平台段出现前高后低的情形,导致波形失真,同时在夹角大于105°之后,失真更为严重。还对多轴加载的同步性问题和双轴加载的数据获取进行了讨论和分析。结果表明,加载波的不同步会导致试样上加载阶跃,从而加载应变率阶跃,这会影响率敏感材料的试验准确性。为了验证该装置的有效性,搭建验证装置对双向拉伸杆上的拉伸波形进行试验验证,取得了较好的试验结果。