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霍普金森杆实验技术简介1．材料动态力学性能实验简史在各类工程技术、军事技术和科学研究等广泛领域的一系列实际问题中，甚至就在日常生活中，人们都会遇到各种各样的爆炸/冲击载荷问题，并且可以观察到，物体在爆炸/冲击载荷下的力学响应往往与静载荷下的有显着不同。
了解材料在冲击加载条件下的力学响应必将大大有助于这些材料的工程应用和工程设计。
此外，数值模拟已在工程设计中发挥着重要作用，而进行数值模拟的前提是必须首先建立一个基于材料在各种应变率下（尤其是在动态应变率下）的精确应力－应变曲线基础上的本构模型。
所以，获得一套材料在高应变率下的应力—应变曲线则成为首要任务。
尽管人们已经研制了多种动态实验技术，但是，与准静态实验相比，进行有效并准确的高应变率下的动态实验依然是一个很大的挑战。
因此，为得到有效并准确的材料的应变率相关的应力—应变曲线，研制高效的、精确的高应变率实验装置是非常重要的。
首先，人们知道，固体力学的静力学理论所研究的是处于静力平衡状态下的固体介质，以忽略介质微元体的惯性作用为前提。
这只是在载荷强度随时间不发生显着变化的时候，才是允许和正确的。
而爆炸/冲击裁荷以载荷作用的短历时为其特征，在以毫秒（ms）、微秒（?s）甚至纳秒（ns）计的短暂时间尺度上发生了运动参量（位移、速度、加速度）的显着变化。
在这样的动载荷条件，介质的微元体处于随时间迅速变化着的动态过程中，这是一个动力学问题。
对此必须计及介质微元体的惯性，从而就导致了对应力波传播的研究。
一切固体材料都具有惯性和可变形性，当受到随时间变化着的外载荷的作用时，它的运动过程总是一个应力波传播、反射和相互作用的过程。
在忽略了介质惯性的可变形固体的静力学问题中，只是允许忽略或没有必要去研究这一在达到静力平衡前的应力波的传播和相互作用的过程，而着眼于研究达到应力平衡后的结果而已。
在忽略了介质可变形性的刚体力学问题中，则相当于应力波传播速度趋于无限大，因而不必再予以考虑。
第27卷第4期 V ol.27 No.4 工 程 力 学 2010年 4 月 Apr. 2010 ENGINEERING MECHANICS111———————————————收稿日期：2008-11-05；修改日期：2009-07-06基金项目：空军工程大学工程学院优秀博士学位论文创新基金项目(BC07002)作者简介：*许金余(1963―)，男，吉林靖宇人，教授，博士，博导，从事结构工程、防护工程研究(E-mail: jinyuxu@)； 李为民(1982―)，男，江苏盐城人，博士，从事防护工程研究(E-mail: lwm_afeu0830@)；黄小明(1968―)，男，湖北云梦人，高工，硕士，从事机场工程、道面设计施工研究(E-mail: hxm1968313@)； 李 澎(1970―)，男，湖南长沙人，工程师，硕士，从事机场工程研究(E-mail: lp263@).文章编号：1000-4750(2010)04-0111-06玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土的动态本构模型*许金余1,2，李为民1，黄小明3，李 澎3(1. 空军工程大学工程学院机场建筑工程系，西安 710038；2. 西北工业大学力学与土木建筑学院，西安 710072；3. 空后机场营房部，北京 100720)摘 要：以矿渣与粉煤灰为原材料制备玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土(BFRGC)，采用f 100mm 分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对BFRGC 进行了冲击压缩试验，并对SHPB 试验过程中的波形整形技术展开了研究，以此来提高材料SHPB 试验的精度。
通过SHPB 试验，获得了BFRGC 在10s -1―102s -1应变率范围内的应力-应变曲线，分析了BFRGC 的强度和变形性能，并建立了BFRGC 的率型非线性粘弹性本构模型。
通过试验对模型进行验证，模型曲线与试验曲线吻合良好，该文建立的率型本构模型可以较为准确地描述BFRGC 的动态力学行为。
岩石SHPB实验加载过程中应力平衡问题分析平琦;马芹永;袁璞【摘要】运用一维应力波理论,分析了弹性应力波在分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验中的传播过程,推导出试件和压杆中应力分布相关计算公式.探讨了有关因素对试件应力平衡时间的影响规律,发现试件应力平衡时间受试件/压杆广义波阻抗比和入射加载升时的影响显著,而不受试件/压杆截面积比和入射加载应力幅值的影响.结合岩石SHPB实验,计算分析了不同入射加载应力幅值在不同入射加载升时情况下,试件达到应力平衡时的应变变化特征,并提出了降低试件在应力平衡时的应变控制方法,使试件在未达到断裂应变之前达到应力平衡,以保证实验的有效性.得出的结论对岩石类脆性材料SHPB实验方案设计具有一定的参考意义.【期刊名称】《爆炸与冲击》【年(卷),期】2013(033)006【总页数】7页(P655-661)【关键词】固体力学;应力平衡;应力均匀性;断裂应变;分离式Hopkinson压杆(SHPB)【作者】平琦;马芹永;袁璞【作者单位】安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心,安徽淮南232001;安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南232001;安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心,安徽淮南232001;安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南232001;安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】O343;TD315H.Kolsky［1］建立的分离式 Hopkinson压杆（SHPB）实验装置，在工程领域应用广泛［2－5］，已成为研究高应变率下材料力学性能最基本的一种实验装置。
SHPB实验技术建立在压杆一维应力波假定和试件应力均匀性假定基础之上［6］，由于采用了这2个基本假定，曾引起人们对该实验方法的质疑。
20世纪60年代初，E.D.H.Davies等［7］采用能量法对SHPB实验中试件应力均匀问题进行了较为系统的研究，认为试件在满足一定几何特征和加载条件时，应力均匀性假定可以成立，尤其是在金属材料实验中应用效果比较好。
一种散体材料shpb被动围压试验体应力修正方法散体材料在SHPB（Split Hopkinson Pressure Bar）实验中采用被动围压试验的方法，即加载端与试样端之间没有任何连接装置，而是由天然围压来提供侧向约束力。
然而，由于实际条件的限制，围压的均匀性和控制难度可能导致试验结果的偏差。
因此，需要一种方法来修正试验体的应力。
首先，我们需要考虑试样的应变率。
在SHPB实验中，由于加载速度非常快，即应变速率非常高，导致围压环境中的应变率也非常高。
在这种情况下，材料的应变率敏感性会显著增加，这可能会导致试样的应力异常。
为了修正试验体的应力，可以考虑以下几个因素：1.围压气体的均匀性：在SHPB实验中，试样周围是由气体充填的环境，围压气体的均匀性对试验结果的影响很大。
可以通过在试验前对气体进行预处理来提高围压气体的均匀性。
例如，通过使用气体过滤器和调节器来控制气体流量和压力，以确保气体在试验体周围的均匀分布。
2.围压环境的控制：除了气体的均匀性外，还需要控制围压环境的温度和湿度等条件。
这可以通过控制试验室的环境参数来实现，例如，保持试验室的恒温和湿度，以确保试验体的围压环境的恒定性。
3.试样几何形状的选择：试样的几何形状也会影响试验体的应力分布。
一般来说，圆柱形试样比较常见，因为它有一个较好的应力分布，并且容易加工。
但在具体的实验中，可以根据需要选择不同的几何形状来控制应力分布。
4.数值模拟方法：通过数值模拟方法可以对试验体的应力进行修正。
可以使用有限元方法来模拟试验体的加载过程，并对应力进行分析。
通过与实验数据的对比，可以计算出修正系数，从而修正试验体的应力。
总结起来，为了修正SHPB实验中试验体的应力，需要注意围压气体的均匀性、围压环境的控制、试样几何形状的选择以及数值模拟方法的运用。
这些方法的综合应用可以提高实验结果的准确性和可靠性。
霍普金森杆实验技术简介1．材料动态力学性能实验简史在各类工程技术、军事技术和科学研究等广泛领域的一系列实际问题中，甚至就在日常生活中，人们都会遇到各种各样的爆炸/冲击载荷问题，并且可以观察到，物体在爆炸/冲击载荷下的力学响应往往与静载荷下的有显著不同。
了解材料在冲击加载条件下的力学响应必将大大有助于这些材料的工程应用和工程设计。
此外，数值模拟已在工程设计中发挥着重要作用，而进行数值模拟的前提是必须首先建立一个基于材料在各种应变率下（尤其是在动态应变率下）的精确应力－应变曲线基础上的本构模型。
所以，获得一套材料在高应变率下的应力—应变曲线则成为首要任务。
尽管人们已经研制了多种动态实验技术，但是，与准静态实验相比，进行有效并准确的高应变率下的动态实验依然是一个很大的挑战。
因此，为得到有效并准确的材料的应变率相关的应力—应变曲线，研制高效的、精确的高应变率实验装置是非常重要的。
首先，人们知道，固体力学的静力学理论所研究的是处于静力平衡状态下的固体介质，以忽略介质微元体的惯性作用为前提。
这只是在载荷强度随时间不发生显著变化的时候，才是允许和正确的。
而爆炸/冲击裁荷以载荷作用的短历时为其特征，在以毫秒（ms）、微秒（?s）甚至纳秒（ns）计的短暂时间尺度上发生了运动参量（位移、速度、加速度）的显著变化。
在这样的动载荷条件，介质的微元体处于随时间迅速变化着的动态过程中，这是一个动力学问题。
对此必须计及介质微元体的惯性，从而就导致了对应力波传播的研究。
一切固体材料都具有惯性和可变形性，当受到随时间变化着的外载荷的作用时，它的运动过程总是一个应力波传播、反射和相互作用的过程。
在忽略了介质惯性的可变形固体的静力学问题中，只是允许忽略或没有必要去研究这一在达到静力平衡前的应力波的传播和相互作用的过程，而着眼于研究达到应力平衡后的结果而已。
在忽略了介质可变形性的刚体力学问题中，则相当于应力波传播速度趋于无限大，因而不必再予以考虑。
轻质泡沫混凝土 SHPB 试验与分析袁璞;马芹永;张海东【摘要】In order to investigate the impact dynamic properties of light-weight foam concrete,semiconductor strain test technology and incident pulse shaping technique were adopted to make an aluminium split Hopkinson pressure bar (SHPB) apparatus suitable for low impedance porous materials.Then,the problem being difficult in collecting transmitted signals was solved with the semiconductor strain test technology and the internal stress uniformity requirements in loading process were met with the incident pulse shaping technique.Uniaxial impact compression tests at various striker velocities were conducted by adjusting the pressure of compressed air for light-weight foam concrete with mass density of 220 kg/m3 .The test results showed that under impact loads,the foam concrete specimens go through 3 stages including linear elastic stage,yield stage and pore compaction stage;moreover,there is a stronger linear correlation between the average strain rate of foam concrete specimens and the striker velocity.%为研究轻质泡沫混凝土的冲击动力学性能，结合半导体应变测试技术和入射脉冲整形技术对铝质分离式Hopkinson 压杆（SHPB）装置进行改进，解决了泡沫混凝土类低阻抗多孔介质材料透射信号难采集问题，满足了加载过程中试件内部应力均匀性要求。
霍普金森杆实验技术简介1．材料动态力学性能实验简史在各类工程技术、军事技术和科学研究等广泛领域的一系列实际问题中，甚至就在日常生活中，人们都会遇到各种各样的爆炸/冲击载荷问题，并且可以观察到，物体在爆炸/冲击载荷下的力学响应往往与静载荷下的有显著不同。
了解材料在冲击加载条件下的力学响应必将大大有助于这些材料的工程应用和工程设计。
此外，数值模拟已在工程设计中发挥着重要作用，而进行数值模拟的前提是必须首先建立一个基于材料在各种应变率下（尤其是在动态应变率下）的精确应力－应变曲线基础上的本构模型。
所以，获得一套材料在高应变率下的应力—应变曲线则成为首要任务。
尽管人们已经研制了多种动态实验技术，但是，与准静态实验相比，进行有效并准确的高应变率下的动态实验依然是一个很大的挑战。
因此，为得到有效并准确的材料的应变率相关的应力—应变曲线，研制高效的、精确的高应变率实验装置是非常重要的。
首先，人们知道，固体力学的静力学理论所研究的是处于静力平衡状态下的固体介质，以忽略介质微元体的惯性作用为前提。
这只是在载荷强度随时间不发生显著变化的时候，才是允许和正确的。
而爆炸/冲击裁荷以载荷作用的短历时为其特征，在以毫秒（ms）、微秒（?s）甚至纳秒（ns）计的短暂时间尺度上发生了运动参量（位移、速度、加速度）的显著变化。
在这样的动载荷条件，介质的微元体处于随时间迅速变化着的动态过程中，这是一个动力学问题。
对此必须计及介质微元体的惯性，从而就导致了对应力波传播的研究。
一切固体材料都具有惯性和可变形性，当受到随时间变化着的外载荷的作用时，它的运动过程总是一个应力波传播、反射和相互作用的过程。
在忽略了介质惯性的可变形固体的静力学问题中，只是允许忽略或没有必要去研究这一在达到静力平衡前的应力波的传播和相互作用的过程，而着眼于研究达到应力平衡后的结果而已。
在忽略了介质可变形性的刚体力学问题中，则相当于应力波传播速度趋于无限大，因而不必再予以考虑。
