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活性毁伤材料的温度相关效应研究

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:活性毁伤材料属于聚合物基复合材料,力学响应行为受温度的影响显著,体现为显著的温度相关效应。实验试样加热炉固定在霍普金森压杆平台立柱上,炉内温度最高可达1 473 K,偏差为±3 K,从而为温度效应提供了研究手段。

活性毁伤材料的温度相关效应研究

活性毁伤材料属于聚合物基复合材料,力学响应行为受温度的影响显著,体现为显著的温度相关效应。在低应变率下,材料力学响应的温度效应可通过在材料试验机上加装高温试验箱进行测试。但在高应变率下,则需要考虑SHPB实验系统与升温装置联动问题。采用SHPB实验系统开展材料动态加载温度效应研究主要有两种途径,一是将试样及部分实验杆放入温度箱中同时加热,因入射杆、透射杆上存在温度梯度,在实验数据处理中需进行适当修正,同时还需测量实验杆上的温度分布,获得实验杆模量随温度变化规律。二是通过特殊的实验装置设计,如采用同步组装系统、热不敏感或隔热材料测试杆等,减小温度梯度影响,但实验装置会变复杂。

同步组装系统基本工作原理为,当试样加热时,试样与入射杆和透射杆分离;试样加热到预定温度时,同步组装装置启动,推动透射杆向试样移动,同时启动气炮发射弹丸,碰撞入射杆产生应力脉冲;通过精准控制,使应力波达到入射杆与试样接触面时,入射杆、试样及透射杆刚好紧密接触。

典型同步组装系统如图4.5所示,主要由SHPB测试系统、加热系统和同步系统三部分组成。气室(回气室)通过气动开关与气源及同步系统相连,气室充气时,进气开关打开,气动开关关闭,同步系统通过气动开关与驱动器相连,使活塞与透射杆相连运动。气室达到预定压力后,关闭进气开关,开启气动开关,回气室卸压,活塞向后运动,前气室压力进入身管驱动弹丸运动。气动开关打开后,回气室高压气体通过导气管推动驱动器带动透射杆向入射杆方向运动,应力波到达入射杆与试样接触面时,入射杆、试样及透射杆刚好紧密接触。实验试样加热炉固定在霍普金森压杆平台立柱上,炉内温度最高可达1 473 K,偏差为±3 K,从而为温度效应提供了研究手段。(www.xing528.com)

图4.5 典型同步组装系统

1—气动开关;2—进气开关;3—回气室;4—前气室;5—子弹;6—入射杆;7—加热炉;8—试样;9—透射杆;10—吸收杆;11—驱动器;12—活塞;13—导气管

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