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閉孔泡沫鋁夾芯板交通運輸抗沖擊性能研究(11)

泡沫鋁夾芯板的動態(tài)試驗的基本理論

SHPB實驗裝置從1949年問世以來，己經(jīng)有五十多年了。它作為研究材料動態(tài)力學性能的最基本實驗裝置，得到了廣泛的應用。當今，國內(nèi)外一些從事材料動態(tài)力學性能研究的高校或單位，大多都建立了這套實驗裝置。

在國內(nèi)，二十世紀80年代初，中科院力學研究所率先設計加工了Hopkinson壓桿裝置，至今有這種裝置的單位約有十多家，如中科院力學所、中國科技大學、中國工程物理研究院以及解放軍工程兵三所等等。利用這些裝置，己經(jīng)做了大量的實驗。涉及到的材料有金屬、巖石、有機玻璃、樹脂、橡膠、泡沫塑料以及混凝土等。

在國外，二十世紀70年代前后，關于這項實驗技術的討論很熱烈，美英等國己經(jīng)有大量的文獻討論了這方面的問題。主要圍繞這項實驗技術的兩個基本前提進行了較為全面的研究論證，建立了有關試樣的設計原則和數(shù)據(jù)處理的修正方法。二十世紀90年代以來，很多研究者為了拓寬這項實驗技術的應用范圍，對傳統(tǒng)的SHPB實驗技術進行了各種實驗方法上的改進和理論方面的修正。特別是通過改進SHPB實驗技術，測試研究了兩類特殊材料(軟材料和脆性材料)的沖擊壓縮性能。如W.Chen等利用SHPB裝置測試了幾種軟材料的動態(tài)壓縮性能。

由于SHPB實驗裝置具有結構簡單、操作方便、測量方法精巧、加載波形容易控制等優(yōu)點；同時，SHPB實驗方法所涉及的應變率范圍(10²-10⁴s^-1)也是人們所關心的一般工程材料流動應力的應變率敏感性變化比較劇烈的范圍。因此，SHPB現(xiàn)在已經(jīng)成為測試材料動態(tài)力學性能最基本的一種實驗裝置，并且仍有蓬勃發(fā)展的趨勢。

研究實體材料動態(tài)力學行為采用的實驗技術如落錘沖擊試驗、SHPB實驗技術、直接撞擊法及Taylor撞擊實驗均可用泡沫金屬材料動態(tài)力學行為的研究，采用何種試驗方法，要根據(jù)研究內(nèi)容來確定。SHPB實驗技術經(jīng)適當?shù)母倪M后用于測量泡沫金屬材料的動態(tài)力學性能，其測量精度較高，測量的動態(tài)參數(shù)較多。通過實驗數(shù)據(jù)可以分析泡沫金屬材料所有的動態(tài)性能指標，可構造泡沫材料的較為精確的動態(tài)本構關系。因此，SHPB實驗技術成為研究泡沫金屬材料動態(tài)力學性能常用的有效方法。