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動(dòng)態(tài)沖擊實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備、方法及分析

為了更好的掌握泡沫鋁夾芯板的防護(hù)性能，分別對雙層鋼板、泡沫鋁板、 泡沫鋁單面板和泡沫鋁夾芯板進(jìn)行動(dòng)態(tài)沖擊實(shí)驗(yàn)研究。試件的動(dòng)態(tài)沖擊是在  分離式霍普金森壓桿 (SHPB)   裝置上進(jìn)行。

試件夾在入射桿和透射桿之間，當(dāng)空氣動(dòng)力搶內(nèi)的高壓氣體瞬間釋放， 推動(dòng)子彈以一定的高速撞擊入射桿端部后，將在入射桿中產(chǎn)生一個(gè)幅值保持  常數(shù)的壓力脈沖，其持續(xù)時(shí)間為2倍的子彈長度除以波速。當(dāng)該壓力脈沖到  達(dá)入射桿與試件的交界處時(shí)， 一部分被界面反射，另一部分則穿過試件成為  透射桿中的透射彈性波，該透射波由吸收桿“捕獲”,并最終由阻尼器吸收。 隨著入射波傳播通過試件，試件發(fā)生高速變形。測量系統(tǒng)由粘貼在入射桿及  透射桿上的應(yīng)變片組成，用來記錄入射脈沖、反射脈沖和透射脈沖。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備及數(shù)據(jù)處理規(guī)范

本文采用超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀測量SHPB上的動(dòng)態(tài)應(yīng)變，其工作原理與一般靜態(tài)電阻應(yīng)變儀工作原理不同，測得應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出，動(dòng)態(tài)信號(hào)的記錄采用TDS5034B 泰克示波器來記錄和存儲(chǔ)測試過程中的動(dòng)態(tài)波形。

從SHPB實(shí)驗(yàn)的一維應(yīng)力假設(shè)出發(fā)，研究確定了入射、反射和透射波的相對起點(diǎn)位置的判讀方法，為了準(zhǔn)確判斷入射。反射和透射應(yīng)變波形之間的相對起點(diǎn)位置，可以利用SHPB實(shí)驗(yàn)的基本假設(shè)(一維應(yīng)力假設(shè))進(jìn)行分析。 一維應(yīng)力假設(shè)要求：Hopkinson壓桿和試樣均處于近似的一維應(yīng)力狀態(tài)。另外，在入射、反射和透射波的起點(diǎn)附近，波形是由 Hopkinson 壓桿和試樣的彈性性質(zhì)以及入射波形控制的。從而提高了SHPB 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，并規(guī)范了SHPB實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理。另外，從動(dòng)量守恒的角度，研究提出了標(biāo)準(zhǔn)入射波平臺(tái)高度的判讀方法。該方法可以避免彌散振蕩對判讀入射波平臺(tái)高度的干擾，并排除了認(rèn)為因素的影響。