基于Hopkinson杆的恒幅冲击疲劳试验方法研究

作     者：袁康博 杨建辉 李泊立 赵思晗 吴名疆 杨松淼 郭伟国 Kangbo Yuan;Jianhui Yang;Boli Li;Sihan Zhao;Mingjiang Wu;Songmiao Yang;Weiguo Guo

作者机构：西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129 西北工业大学航空学院西安710072 

出 版 物：《固体力学学报》 (Chinese Journal of Solid Mechanics)

年 卷 期：2024年第45卷第1期

页      面：1-15页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金(2022ZYGXZR057) 国家自然科学基金项目(12072287,12202149) 中国博士后科学基金(2022M711198) 广州市基础研究计划与应用项目(2023A04J1564)资助 

主　　题：冲击疲劳 Hopkinson杆 应力波 恒幅 动态试验技术 

摘      要：在航空、航天、武器和能源等领域的结构件经常会受到小载荷(小能量)的重复冲击,不同于大能量的单次冲断和常规准静态疲劳,这种载荷形式被称为冲击疲劳.冲击疲劳性能的评估需要依赖科学有效的冲击疲劳试验结果.多年来,受到基于能量法的冲击疲劳试验方法的限制,冲击疲劳试验结果在结构设计和性能评估方面的工业应用十分有限.因此,本文首先基于对冲击疲劳试验方法的发展历程的简要回顾,肯定了基于Hopkinson杆原理的应力波法的优越性,明确了冲击疲劳试验中普遍存在的非恒幅加载的问题.同时,提出了几种基于Hopkinson杆原理的冲击疲劳加载技术,并通过试验验证技术的可行性,重点关注是否存在二次加载引起的非恒幅加载问题.最后,采用经典的分离式Hopkinson压杆技术开发了一套可实现恒幅加载的动态剪切疲劳试验方法,实现了对TC4钛合金的冲击疲劳性能测试,从而验证了新方法的有效性和可行性.