混凝土类材料霍普金森压杆实验若干问题研究_方秦
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大尺寸霍普金森拉杆装置实验研究
张凯;陈荣刚
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2013(033)004
【摘要】工程材料(如混凝土)动态拉伸与动态压缩力学性能存在很大差别,其动态拉伸因为实验装置的限制没能进行.论文回顾了霍普金森拉杆的发展历程,介绍了直接杆一杆型霍普金森拉杆实验装置和实验原理.在脉冲长度调整、低应变率大应变加载和可变直径三个方面给出了解决方法;同时也存在波的横向弥散、试件连接和试件应力平衡等问题需要解决.
【总页数】4页(P132-134,145)
【作者】张凯;陈荣刚
【作者单位】陆军军官学院合肥230031
【正文语种】中文
【中图分类】TU313
【相关文献】
1.基于ANSYS的霍普金森拉杆装置设计研究 [J], 肖桂凤;姜锡权;阮征
2.基于霍普金森拉杆试验的焊点焊核区动态本构关系确立 [J], 吴鑫;钟原;宋力
3.聚碳酸酯高应变率分离式霍普金森压杆实验研究 [J], 孙朝翔;鞠玉涛;胡少青;郑亚
4.高温霍普金森拉杆实验技术研究进展 [J], 李尚昆;胡文军;徐伟芳;黄西成;谢若泽;陈军红
5.用分段式霍普金森压杆对水泥石动态弹性模量和破碎吸收能的实验研究 [J], 王强;王通;于长滨;王祥林
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碾压混凝土的动态力学特性分析及损伤演化本构模型建立张社荣;宋冉;王超;魏培勇【摘要】为了深入认识碾压混凝土的动态力学特性,参考实际水工混凝土大坝工程制备试样,借助改进的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置测定碾压混凝土的动态性能,得到不同级配碾压混凝土试样在动态冲击荷载下(应变率为25~80 s-1)的应力-应变曲线,分析其强度和变形特性、破坏形态和吸能特性,并建立基于Weibull分布的损伤演化本构模型.研究结果表明:碾压混凝土强度较低,加载过程中应力发展不充分,其应力-应变曲线呈现1个明显的平台阶段;碾压混凝土的峰值应力、峰值应变、单位体积吸能率均随加载应变率的提高而增大,并满足二次多项式关系;建立的统计损伤演化模型可以有效地描述碾压混凝土在动态冲击荷载下的力学行为,理论结果与实验结果吻合较好.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(050)001【总页数】9页(P130-138)【关键词】碾压混凝土;分离式霍普金森压杆实验;动态力学特性;统计损伤演化模型【作者】张社荣;宋冉;王超;魏培勇【作者单位】天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津,300350;天津大学建筑工程学院,天津,300350;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津,300350;天津大学建筑工程学院,天津,300350;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津,300350;天津大学建筑工程学院,天津,300350;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津,300350;天津大学建筑工程学院,天津,300350【正文语种】中文【中图分类】TV41;TV431碾压混凝土在工程建设中的应用起源于美国,用于重负载路面,我国于20世纪80年代起开始研究该材料的性能并将其应用于水利工程建设中[1]。
目前,一大批100~300 m级的高碾压混凝土坝正在建设或者将要兴建,大坝在服役期间可能遭受由地震、爆炸和恐怖袭击等灾害引起的高应变率荷载而失事,其后果将不堪设想,因此,碾压混凝土大坝抗爆安全问题亟需重视[2]。
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专利名称:一种霍普金森压杆试验装置
专利类型:发明专利
发明人:冯家臣,彭刚,王绪财,王伟,陈春晓,高波,王从科申请号:CN201611035652.4
申请日:20161123
公开号:CN106483028A
公开日:
20170308
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明属于测试技术领域。
基于一维霍普金森压杆试验装置,引入套装在入射杆和透射杆之间的承载环承受试样达到预期应变后的冲击载荷,实现压缩应变的准确控制。
本发明涉及的霍普金森压杆试验装置,包括发射装置(1)、打击杆(2)、入射杆(3)、透射杆(5)、吸收杆(6)和数据采集与处理系统,在入射杆和透射杆之间设置由承载环(8)和固定套筒(7)组成的应变控制结构;承载环与入射杆和透射杆外径相同,固定套筒与承载环、入射杆和透射杆均为间隙配合;承载环套装在固定套筒内部中心位置。
该试验装置,结构简单、操作方便、压缩应变量可控,适用于定压缩应变条件下的动态力学性能测试与破坏形貌分析,特别适用于大口径霍普金森压杆试验。
申请人:山东非金属材料研究所
地址:250031 山东省济南市天桥区田家庄东路3号
国籍:CN
代理机构:济南舜源专利事务所有限公司
代理人:苗峻
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专利名称:一种霍普金森压杆动态压缩实验装置专利类型:实用新型专利
发明人:董新龙,张胜林,周刚毅
申请号:CN201020049494.X
申请日:20100106
公开号:CN201589739U
公开日:
20100922
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型公开了一种霍普金森压杆动态压缩实验装置,特点是它包括支架和撞击杆,支架上固定设置有导轨,撞击杆与导轨滑动配合,导轨内设置有入射束杆和透射束杆,入射束杆由多根入射单杆组成,透射束杆由多根透射单杆组成,每对入射单杆和透射单杆组成一对满足一维应力波条件的霍普金森压杆;优点是可以忽略每根单杆的应力波横向弥散效应,使其满足一维应力波的假定;可以方便采用传统霍普金森技术的实验数据测试和分析方法,从而可实现符合工程实际的大尺寸混凝土的动态压缩实验研究。
申请人:宁波大学
地址:315211 浙江省宁波市江北区风华路818号
国籍:CN
代理机构:宁波奥圣专利代理事务所(普通合伙)
代理人:程晓明
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基于PBL的混凝土动态压缩性能实验教学研究陈猛摘要:为了提高土木工程专业学生对混凝土动态力学性能和损伤机理的认识,在培养方案中开设混凝土动态压缩性能实验内容。
文章介绍了教学目标和基于PBL的教学设计;阐述了霍普金森压杆(SHPB)设备组成和测试原理,以C60混凝土动态压缩性能实验为例,介绍实验设计、试件制备和结果分析。
教学结果表明,基于PBL模式的实验教学可以有效提升学生的实践操作、理论应用和创新意识等方面的能力。
关键词:混凝土;动态性能;实验教学;PBL(Problem-BaedLearning);霍普金森压杆(SHPB)Keyword:concrete;dynamicproperty;e某perimentalteaching;PBL(Problem-BaedLearning);plitHopkinonpreurebar(SHPB)實验教学是土木工程专业学生培养目标达成的重要环节。
实验教学可以提高学生工程素养、实践能力和创新意识[1]。
PBL(Problem-BaedLearning)教学模式应用于实验教学过程中,可以将教学目标中的实际问题作为学生学习的动力,让学生围绕具体问题进行主动学习[2],思考问题相关的基础知识,激发学生的创新思维和学习兴趣,提高学生沟通协作和解决实际问题的能力。
利用霍普金森压杆(SHPB)实验系统,以土木工程材料实验中的混凝土配合比设计和立方体抗压强度测试为基础,开设混凝土动态力学性能实验。
在实验教学设计中应用PBL教学模式,贯彻OBE教学理念,着重训练实验原理和操作方法,在教学过程中持续改进教学方法,增强学生对混凝土动态压缩性能和损伤模式的理解。
一、基于PBL的教学设计(一)教学目标通过混凝土动态压缩性能实验训练学生对混凝土材料动力特性和损伤规律的认识,以解决动态压缩性能测试和数据分析问题为目标,回顾土木工程材料课程中的混凝土配合比设计、制备及养护方法、混凝土静态抗压强度测试及数据分析等基本知识;让学生掌握SHPB测试动态压缩性能的基本原理和操作方法,熟悉应力波的相关知识,直观展示混凝土类材料的应变率效应、动态损伤模式,加深对动态冲击作用机理的理解。
混凝土SHPB试验端面摩擦效应研究李晓琴;陈前均;陈保淇;陶毅【期刊名称】《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(050)002【摘要】分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)试验是测量材料在高应变率下动态特性的常用试验方法.基于LS-DYNA对混凝土的SHPB 试验进行数值模拟,其中混凝土采用K&C模型,利用SHPB二波法理论重构了抗压状态下混凝土试件的应力应变曲线,通过对比模拟结果和试验结论,分析了混凝土试件在动态荷载作用下的破坏规律,并通过设置不同的混凝土与SHPB杆件界面摩擦因数μ,将界面摩擦效应对混凝土动态抗压强度的影响进行了量化分析.研究结果表明:随着应变率的上升混凝土动态抗压强度增加且混凝土损伤演化更充分,动力增强因子(dynamic increasing factor,简称DIF)随着μ的增加而增加,但当μ每增加0.1时,DIF的增加幅度将会下降5%左右,且端面摩擦效应对DIF影响的最大值约为60%.【总页数】6页(P209-213,241)【作者】李晓琴;陈前均;陈保淇;陶毅【作者单位】昆明理工大学建筑工程学院,云南昆明650000;上海市工程结构安全重点实验室,上海200000;昆明理工大学建筑工程学院,云南昆明650000;昆明理工大学建筑工程学院,云南昆明650000;西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055【正文语种】中文【中图分类】TU528.571【相关文献】1.考虑端部摩擦约束的混凝土SHPB试验细观数值模拟 [J], 徐勇华;浣石;陶为俊;聂忠纯2.塑料SHPB实验中的端面摩擦效应 [J], 卢玉斌3.SHPB实验中端面摩擦效应研究 [J], 王晓燕;卢芳云;林玉亮4.单轴压缩试验端面摩擦效应及损伤演化规律研究 [J], 李单林;刘广建;贾瑞锋;薛飞;王康宇5.单轴压缩试验端面摩擦效应及损伤演化规律研究 [J], 李单林;刘广建;贾瑞锋;薛飞;王康宇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
毕业论文文献综述工程力学应力三轴度对混凝土力学性能影响的实验研究混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。
我国正处在快速城市化的进程当中,研究各种因素对混凝土力学性能的影响有利于我们更好地使用混凝土,有着重要的意义。
实验研究的是应力三轴度对混凝土力学性能影响,应力三轴度属于一个比较新的课题,直接的文献较为难找,查阅的文献主要从3个方面入手:一、霍普金森杆技术(实验研究的主要设备),二、对混凝土损伤的力学性能的研究,三、本构方程。
1.霍普金森杆技术由Koisky(1949)提出的分离式Hopkinson压杆(简称SHPB)可用于实测材料在高应变率下的动态应力应变曲线。
由于其结构简单、测量方法巧妙、加载波形易于控制、应变率范围宽、成本低而得到广泛应用,并成为测试材料动态力学性能实验系列中最基本的一种实验装置。
在本实验中,SHOB也是一个十分重要的设备。
胡时胜在文献[1]中简单地向我们介绍了霍普金森压杆技术:(1)SHPB实验技术是建立在两个基本假设上面的,一是一维假定(又称平面假定),即任意一个应力脉冲都是以一个与材料性质有关的常数的速度在压杆中传播的。
二是均匀假定。
(2)SHPB实验技术具有以下几个优点:一、实验设备简单,操作方便,二、测量方法巧妙简单(通过测量压杆上的应变来反推试件材料的应力应变关系,从而避开了在实验装置上同时测量应力应变的难题)(3)SHPB实验涉及到的应变范围为1*e2-1*e4/秒,恰好包括了流动应力随应变率变化发生转折的应变率。
(4)加载波形容易控制(利用输入干可直接测得入射波和反射波,两者之差即为冲击载荷,改变子弹的冲击速度和形状可调剂波形)。
陈德兴等人在文献[2]中(1)介绍了国内最大尺寸的SHPB装置——由总参工程兵科研三所研制的(I)100SHPB装置。
(2);讨论并在一定程度上解决了在大尺寸SHPB装置上测量混凝土类材料动态力学性能将会出现的三个问题:一、试件两端和压杆端面之间不完全贴合的情况,会造成试件受力不均且维持短,这对对岩石、陶瓷和混凝土等破坏应变很小的脆性材料,影响十分明显。