霍普金森压杆测试系统详解

霍普金森压杆测试系统可加载的应变率为102～104 s-1，可在中等应变率范围对活性毁伤材料力化耦合响应行为进行研究。

霍普金森压杆测试系统的基本结构组成如图5.5所示，主要由轻气枪、弹丸、测速仪、霍普金森压杆系统、高速摄影系统和数据采集系统组成。实验原理为，弹丸通过轻气枪以一定速度发射，与入射杆碰撞，产生压缩波传入入射杆；压缩波传至入射杆与试样界面时，部分反射回入射杆形成反射波，另一部分传入待测试样对其进行加载；经试样传入透射杆的信号为透射波；入射波、反射波、透射波可通过粘贴于压杆上的应变片进行采集，由数据采集系统进行记录。基于应变信号，结合材料试样在高应变率加载下的响应过程高速摄影，即可实现对活性毁伤材料力化耦合响应行为的分析研究。

图5.5　霍普金森压杆测试系统的基本结构组成(www.xing528.com)

1—轻气枪；2—弹丸；3—测速仪；4—入射杆；5—试样；6—透射杆；7—吸收杆；8—阻尼器；9—应变片；10—整形器

霍普金森压杆测试系统对活性毁伤材料力学性能与力化耦合响应行为的研究思路基本类似，但最大区别在于，动力学测试需将杆件波形信号与材料变形进行关联，即将材料力学响应行为与应力-应变曲线相关联。而在力化耦合响应行为的研究中，需将杆件波形信号与材料反应行为相关联，或将试样反应状态与应力-应变曲线相关联，从而获得在不同条件下活性毁伤材料的反应状态。