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關注創建者:CAENET_FSL 創建時間:2019-07-22
霍普金森桿的視頻教程
零基礎-ABAQUS的霍普金森桿(SHPB)仿真
基于ABAQUS的霍普金森桿(SHPB)基礎模型的建立、網格的劃分、接觸設置、后處理等; 2. 零基礎教學,附模型文件(cae、inp格式)可自行下載。
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霍普金森桿的實例教程
利用霍普金森桿拉伸實驗,該研究所成功采集到了材料試件在動態荷載下的應力-應變曲線,有助于材料的數值模擬,助力材料的工程應用和工程設計。
普金森拉桿原理圖
動態剪切試驗
復合材料的動態剪切試驗一般是通過對試樣的合理設計,利用霍普金森桿壓桿實現剪切變形,這種裝置與壓桿裝置相似,通過壓縮間接地實現對復合材料的剪切變形,得到復合材料的剪切應變率、應力-應變關系。
用于動態剪切測試的霍普金森桿
總結
利用霍普金森桿裝置可對各種復合材料的動態壓縮、拉伸、剪切等性能作全面詳細的測試,依據測試結果分析復合材料的應變率行為。從下圖可以明顯的看出玻纖/環氧復合材料隨著應變率的提高,其破壞強度也逐漸提高,這表明它是一種應變率敏感材料。
玻纖/環氧復合材料的動態壓縮曲線
國高材分析測試中心
霍普金森桿設備能力介紹
應變速率:>100/s(由試件尺寸和材料決定)
發射速度:3-40m/s
采集頻率:~10MHz
驅動裝置:空氣壓縮機0.1-4Mpa
測試溫度:-70~800℃
試件尺寸:d10*5mm
炮筒長度:2000mm
應變測量:應力波計算或高速相機
執行標準: GJB 8374-2015 金屬材料動態拉伸試驗方法、 GB/T 34108-2017 高應變速率室溫壓縮試驗方法、 GB/T 7314-2017 金屬材料 室溫壓縮試驗方法
展開 利用改進后的分離式霍普金森壓桿裝置,采用沖擊件對混凝土試件沿徑向進行沖擊速度加載,研究混凝土試件在高應變率下的動態力學特性。本例由以下免費教程霍普金森桿(SHPB)數值模擬GUI逐步操作指南(抗壓模擬)衍生而來,本例子詳細K文件見下。
1466931051499_霍普金森桿(SHPB)數值模擬GUI逐步操作指南.pdf
SHPB仿真.avi
一、 霍普金森桿介紹
霍普金森桿裝置,英文簡稱 SHP(T)B, Split Hopkinson Pressure(Tensile) Bar,主要 用于材料動態力學性能的測試,應變率范圍 10^2~10^4。SHP(T)B 實驗裝置的基本 原型是 Hopkinson 在 1914 年提出的用于測量沖擊載荷的脈沖波形的壓桿裝置。1949 年Kolsky 將壓桿分成兩段,通過加速的質量塊、短桿撞擊或炸藥爆轟產生加速脈沖,試件置于輸入桿和輸出桿中間,利用這一裝置可測量材料在沖擊載荷作用下的應力-應變關系。Kolsky 的工作是一項革命性改進,現代的 SHPB 都是在其基礎上發展而來,所以 SHP(T)B 桿也稱之為 Kolsky 桿。典型的SHPB裝置及其數據采集處理系統如圖1所示,當槍膛中的打擊桿(子彈)以一定的速度撞擊彈性輸入桿時,在輸入桿中產生一個入射脈沖I(應力波),應力波通過彈性輸入桿到達試件,試件在應力脈沖的作用下產生高速變形,而應力波在通過較短試件的同時產生反射脈沖進入彈性輸入桿和透射脈沖進入輸出桿。利用測速器可以獲得子彈的打擊速度,粘貼在彈性桿上的應變片所記錄下的應變脈沖可以用來計算材料的動態應力、應變參數。
圖 1 霍普金森桿示意圖
SHPB實驗的基本原理建立在二個基本假定的基礎上,即一維假定(又稱平面假定)和應力均勻假定。一維假定認為應力波在細長桿的傳播過程中, 彈性桿中的每個橫截面始終保持為平面狀態;應力均勻假定認為應力波在試件中反復 2~3個來回,試件中的應力處處相等。由此可利用一維應力個來回,試件中的應力處處相等。由此可利用一維應力理論確定試件材料的應變率、應變和應力。
展開 霍普金森壓桿系統,霍普金森拉桿系統。基于這種基礎,不同性能的材料都可以用我們提供的設備進行測試及制備。在璐暢通,有以下產品宣示著公司輝煌的業績:
? 超低溫霍普金森壓桿拉桿,最低溫度達-196℃
? 超高溫霍普金森壓桿拉桿,最高溫度達1000℃
璐暢通公司被譽為當今世界上沖擊力學領域的先驅和誠信、可靠的合作伙伴,是沖擊力學性能領域的先驅者。始終在沖擊力學的精確測量、控制、加載、自動化、應用軟件等領域中保持著領先地位。可以為特殊客戶推出的解決特殊的非標準方案,具體包括:測試材料的各類應變特性,在各類環境及各類不同實驗條件下的沖擊性能。
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首先是參數物理意義明確且極易獲取,相比其他復雜的力學模型,JC 模型的參數可以通過標準的高速拉伸或霍普金森壓桿(SHPB)試驗輕松測得,工程實用性極高。其次是計算效率與數值穩定性極佳,它的數學形式簡潔高效,非常適合顯式動力學子程序(如 VUMAT)進行大規模并行計算,不易發生數值發散。
<p>案例介紹基于ABAQUS【高溫】霍普金森桿SHPB的Johnson-Cook金屬鋁仿真,首先比較【完全熱固耦合】和【一般動態顯式分析】兩種分析類型結果異同,然后進一步分析【不同溫度下JC金屬鋁】反射波、透射波曲線特點。
圖5 霍普金森桿裝置
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結果分析
3.1 應變率敏感性
為方便表示,將玻璃纖維方向為 0°、45°和 90°的試件分別編號為 T-0、T-45 和 T-90。 T-0、T-45 和T-90 試件在 0.001~1000s-1范圍內的工程應力-工程應變曲線如圖6所示。
2、SHPB原理
常規霍普金森桿SHPB(仿真)結構
如圖所示,常規的SHPB仿真模型結構主要包含撞擊桿、入射桿、透射桿、試樣,有時為了進行波形整形會使用整形器(整形片)。
1 問題介紹
反射式霍普金森拉桿(SHTB)是在常規霍普金森壓桿(SHPB)基礎上改進而來,相比于直接式SHTB,反射式SHTB結構簡單、易于改造,但需要對結果進行必要的數據修正。
本案例將介紹韌性材料的反射式霍普金森拉桿原理及其Abaqus仿真方法。
1 問題介紹
霍普金森拉桿(Split-Hopkinson Tension Bar, SHTB)相比于與傳統的霍普金森壓桿(Split-Hopkinson Pressure Bar, SHPB),兩者的加載方式、應用場景及技術難點存在顯著差異。
1.1.引言
autoSHPB_2.2是基于Abaqus開發的分離式霍普金森壓桿(SHPB)全流程自動仿真插件,具備在插件界面設置好參數后,一鍵全流程仿真,無需手動輔助,自動完成幾何-網格-材料-接觸設置-載荷-場輸出-歷史輸出等流程。
給大家介紹一個基于Matlab GUI的開源的SHPB數據處理軟件,非常好用,強烈推薦!!
部分功能:
1、自動對齊三波起點
2、一鍵導出
工程應力-應變
真實應力-應變
工程、真實應變率
作用力、速度
二波法、三波法數據……
3、拉壓試驗數據、操作簡單
該軟件已由本號“原點仿真”進行了漢化,漢化版入門使用教程見下面視頻:
崗位職責:??
負責材料卡片相關方法開發及測試驗證,包括高速拉伸、疲勞、蠕變、霍普金森桿等實驗設計與執行;
基于力學/仿真背景,參與材料本構模型開發與參數標定;
協同團隊提升材料卡片交付能力,支持客戶工程化需求。
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霍普金森桿跑出來透射波非常小,而且入射和反射波幾乎一樣。

