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      閉孔泡沫鋁夾芯板交通運(yùn)輸抗沖擊性能研究(13)

      日期:24-02-03     時(shí)間:01:38 來源: 益榮金屬

      閉孔泡沫鋁夾芯板交通運(yùn)輸抗沖擊性能研究(13)


      試件材料及試件設(shè)計(jì)要求

      當(dāng)在SHPB設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)中采用的試件材料及試件設(shè)計(jì)上一定要考慮慣性效應(yīng)和摩擦效應(yīng)。

      (1)慣性效應(yīng)

      SHPB實(shí)驗(yàn)是在沖擊載荷作用下進(jìn)行的,試件的變形速率很高,因此,作用在試件上的外力做功,除轉(zhuǎn)化為試件的應(yīng)變能外,尚有部分轉(zhuǎn)化為試件的橫向動(dòng)能和縱向動(dòng)能。這就是試件質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)所引起的慣性效應(yīng),在確定試件的應(yīng)力時(shí),必須扣除由此而附加的應(yīng)力。試件的慣性效應(yīng)早就為人們所考慮,目前為人們所公認(rèn)的是DaviesHunter(1963)提出來的修正公式:

      σ0-ρ(1/2ν2γ2-1/6l2            (2-19)

      式中,σ0實(shí)測(cè)的試件應(yīng)力,p,v,r和1分別為試件的密度、泊松比、半徑和長(zhǎng)度。從公式中可導(dǎo)出無需考慮附加應(yīng)力的試件的最佳長(zhǎng)徑比:

      L/r=(√3)/2                          (2-20)

      二維數(shù)值計(jì)算的結(jié)果也證明了這一點(diǎn),當(dāng)I/r 0.6或者1.2時(shí),附加應(yīng)力可忽略不計(jì),但當(dāng)l/r取2.4時(shí),附加應(yīng)力就顯得很重要了。

      (2)摩擦效應(yīng)

      在應(yīng)力脈沖作用下,界面處壓桿和試件的橫向運(yùn)動(dòng)不同,由此產(chǎn)生的摩 擦力破壞了試件的一維應(yīng)力狀態(tài),此即所謂界面的摩擦效應(yīng)。摩擦效應(yīng)對(duì)SHPB 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響可以很大。

      例如,當(dāng)試件的長(zhǎng)徑比l/r=0.6(因而可忽略慣性效應(yīng)),界面上的摩擦系數(shù)μ=0.15,實(shí)測(cè)的應(yīng)力應(yīng)變曲線比真正的曲線約高出9%,μ值增加,偏差則更為顯著。

      精確地描述摩擦效應(yīng)甚為困難,KlepezkoMalinewski(1978)在他人的工作基礎(chǔ)上提出了簡(jiǎn)便的修正公式:

      σ01-2μγ/3l)                                (2-21)

      式中,σ0為實(shí)測(cè)的試件應(yīng)力。當(dāng)式中的2μr/31<<1 時(shí),摩擦效應(yīng)可忽略不計(jì)。

      SHPB實(shí)驗(yàn)中,試件的長(zhǎng)徑比l/r~1, 界面處又給予充分的潤(rùn)滑(μ=0.02~0.06),因此摩擦效應(yīng)通常不予考慮。


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