混凝土SHPB试验的波形整形材料研究

针对SHPB试验中试件的应力均匀性问题,计算分析了试件达到应力均匀时波在试件中来回透射—反射所需的最低次数,以及相对应的入射脉冲上升沿最短时间。通过Φ50 mm SHPB试验装置对C40混凝土进行冲击压缩试验,得到铜片、铝片、黄油、橡胶4种波形整形材料冲击后的入射波形,并进行分析比较。结果表明:橡胶是良好的波形整形材料,且其波形呈半正弦状。     

高强混凝土SHPB试验研究

采用变截面大尺寸的Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压杆,对直径分别为７２ｍｍ,６２ｍｍ的高强混凝土试件进行了冲击压缩（ＳＨＰＢ）试验,得到了不同应变率下的混凝土动态压缩强度及应力－应变全过程曲线,证实了混凝土材料的应变速率敏感性,结果对于计算高强混凝土在高速冲击及爆炸条件下的响应很有意义。     

高性能混凝土的SHPB测试技术

本文分析讨论有关高性能混凝土的SHPB测试技术问题,得出在SHPB装置上预留间隙可以提高应力应变曲线准确性的结论。     

聚丙烯纤维混凝土SHPB试验研究

采用变截面大尺寸的Hopkinson压杆对素混凝土与聚丙烯纤维混凝土试件进行了冲击压缩(split-hopkinsonbe,SHPB)试验,得到了不同应变率下的聚丙烯纤维混凝土动态压缩强度及应力-应变全过程曲线,证实了聚丙烯纤维混凝土材料的应变速率敏感性,结果对于计算聚丙烯纤维混凝土在高速冲击及爆炸条件下的响应很有意义.     

SHPB实验中几个问题的讨论

提高SHPB实验结果的可靠性和可比性,是当前SHPB实验技术急需解决的问题之一.以金属制作的SHPB系统和金属材料动态力学性能测试为研究对象,采用理论分析、实验探索和数值计算等研究手段对这一问题作了初步研究.(1)通过分析和研究影响SHPB实验两个基本假设的主要因素(弥散效应、惯性效应、阻抗匹配等),指出了SHPB试件和波导杆设计应满足的基本条件(主要是试件长径比、试件与波导杆的横截面积之比);(2)考虑到实验状态的复杂性,其与理想状态之间不可避免地存在着差异,对SHPB系统端面平行度的机械加工要求进行了分析,并对实验数据处理过程中值得注意的事项进行了讨论和分析;(3)对材料动态实验与本构关系中应变率参量做了进一步思考和探讨.     

再生混凝土的SHPB实验及能量耗散分析

文章采用分离式 Hopkinson压杆装置对再生粗骨料取代率分别为0％、30％、50％、70％、100％5种试样,在不同应变率下进行单轴受压动态力学性能试验,采用波形整形和试样直测应变技术获得可靠的实验结果。结果发现,随着应变率提高,再生混凝土的动态强度显著增加,但随骨料替代率呈现非单调的变化;各系列再生混凝土试样的耗散能随应变率增加,均呈现显著单调的线性增加变化,且随骨料替代率的增加,试样耗散能的增长幅度减小,反映了再生骨料自身缺陷导致试样损伤软化的特点。     

提高大直径SHPB装置试验精度的方法

在混凝土材料的Hopkinson杆试验中，为保证试件材料的均匀性，必须采用大杆径的Hopkinson装置。然而，大杆带来的弥散问题以及混凝土试件的平整度与脆性导致的试件应力不均匀问题，大大降低了混凝土SHPB实验的精度，同时也限制了其实验应变率的提高。采用在入射杆贴软胶布减少弥散，以及使用万向头来消除试件的应力不均匀，是两个有效的试验改进方法，从试验看测的波形看，这将有助于实验精度的提高。     

混凝土SHPB束杆试验的数值模拟

利用Ansys/Ls-dyna有限元软件对混凝土SHPB束杆试验进行了数值模拟研究.获得了砂浆混凝土的部分HJC本构模型参数,在此基础上模拟了试验过程中的应力波信号、试件的应力应变曲线和破坏形貌变化过程,模拟结果与实测结果有良好的吻合性.研究表明,获得的HJC模型参数是可信的,并分析了模拟冲击过程中试件内部应力、应变和破坏形貌的变化.     

混凝土材料SHPB主动围压实验的数值模拟

文章利用LS-DYNA软件,采用混凝土HJC动态本构模型,对Φ74mm分离式变截面霍普金森压杆主动围压实验做了数值模拟;通过在试件径向施加恒定压力的方法模拟主动围压的作用,试件单元的压力时间历程曲线显示该方法可以获得恒定、均匀的围压值,即该方法可以对SHPB主动围压实验进行合理的模拟;利用上述主动围压模拟方法对混凝土材料主动围压下的力学性能进行了研究,模拟时采用弥散较小的三角形速度波加载,并利用波形良好的入射波、透射波重构了混凝土的应力应变曲线,重构结果显示混凝土材料在围压作用下力学性能发生变化,混凝土峰值应力、峰值应力对应的应变、韧性都随围压的增大而增加,与理论结果相符。     

SHPB的径向惯性效应修正

惯性效应是造成SHPB试验中试件应力不均匀和多轴性的主要因素.对SHPB试验中的径向惯性效应进行了分析,发展了Dharan修正模型,考虑了径向应力的不均匀分布和试验加载过程中试件变形速度的变化,推导了新的径向惯性修正公式.计算分析表明,修正公式可有效减小测试应力应变曲线的振荡,消除波形中上升沿波头对屈服应力测试的影响.     

岩石类介质SHPB试验加载波形的数值分析

采用基于细观损伤力学基础而开发的动态岩石破裂过程分析系统RFPA2D对大直径SHPB装置中压杆的应力波弥散效应进行二维数值分析,讨论了矩形应力脉冲和三角形应力脉冲两种加载波形对弥散结果的影响.结果表明,基于细观损伤力学基础而开发的动态岩石破裂过程分析系统RFPA2D能够较真实地模拟SHPB试验中波形传播过程;在大直径SHPB实验技术中,由于压杆的横向泊松效应,波形在传播过程中的弥散现象明显;选择合适的加载波形可以有效降低SHPB装置中应力波的弥散效应,其中三角形波加载可以降低大直径SHPB动态测试中的应力波弥散,是岩石混凝土等非均匀材料SHPB动态测试的较理想加载波形.     

用于大尺寸试件的SHPB装置

介绍了一种新研制的用于大尺寸试件的SHPB装置,并对影响测试结果的相关问题进行了讨论,给出了试件内的平均应力应变公式,最后对有机玻璃和工业用铝两种材料进行了测试,给出了令人满意的结果。     

均质砂岩损伤临界值的研究及SHPB试验验证

砂岩在冲击荷载下,损伤量D通常在小于1的情况下就发生破坏,存在损伤临界值.本文首先根据分形几何理论和砂岩结构特征,建立2×3的元胞模型,理论解析出砂岩的不稳定损伤临界值为0.4,阶段变化的损伤临界值为0.119.然后通过直径50 mm的SHPB试验结果分析,表明在砂岩动态损伤演化过程中有两个临界点,第1点为从线形损伤阶段到加快损伤阶段的临界点,对应的损伤量约为0.1;第2点为从损伤阶段到破坏阶段的临界点,对应的损伤量约为0.4,与理论研究十分吻合.该研究揭示了砂岩在损伤演化过程中发生破坏的临界问题.      

纤维沥青混凝土动力性能试验研究

采用变截面分离式Hopkinson压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB),对普通沥青混凝土、玻璃纤维沥青混凝土、木质素纤维沥青混凝土和3个掺量的聚酯纤维沥青混凝土进行了3种应变率的冲击压缩试验研究.试验结果与分析表明,沥青混凝土具有应变率增强效应,其动力抗压强度及韧性指标随着应变率的增大而增大;但是,纤维沥青混凝土动力抗压强度及韧性指标增长率随应变率提高有递减趋势;纤维含量对沥青混凝土在动力条件下的动力行为有显著影响,聚酯纤维掺量为0.25%的沥青混凝土动力抗压强度及韧性指标最优;3种纤维都可以增加材料的动力抗压强度及韧性指标,聚酯纤维增强沥青混凝土抗压强度最佳,木质素纤维次之,玻璃纤维最差;聚酯纤维提高沥青混凝土韧性指标最佳,玻璃纤维次之,木质素纤维最差.     

钢纤维活性粉末混凝土动态层裂强度试验研究

采用Φ74变截面Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)对70×500的3种钢纤维(钢棉、镀铜钢纤维、端钩钢纤维)种类及5种配比的活性粉末混凝土(RPC),进行同一种应变率下动态层裂强度的实验测试.实验数据处理,利用试样上测得的加载压缩波,直接计算绘出靠近自由端面处最大拉伸应力的位置峰值梯度曲线.综合其静态拉伸强度,发现相同体积含量的3种钢纤维中,镀铜钢纤维对结构体层裂强度的加强最为明显.另外得出镀铜钢纤维与端钩钢纤维添加体积含量最优配比均为4%.     

直锥变截面Hopkinson压杆实验的数值模拟

随着分离式Hopkinson压杆(简称SHPB)实验技术应用领域的拓宽,对SHPB实验设备和实验精度的要求日益提高,改进和优化SHPB实验技术就显得尤为迫切。数值模拟在这方面发挥着重要的作用。文章利用商用程序ANSYS/LS-DYNA对不同长度的子弹与74mm直锥变截面压杆撞击进行了三维数值模拟,将模拟结果与实验结果进行了比较;同时分析了不同长度的应力波在74mm直锥变截面压中的传播特性。     

不同材质砼浇灌技术

文章通过施工中的实际操作经验，详细地介绍了纲纤维砼与普通砼的相互浇筑过程，采取了有效的方法来尽量减少施工缝的出现度消除其不利的影响因素。