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典型的沖擊壓縮應力脈沖信號動態(tài)拉伸試驗與動態(tài)壓縮試驗相比較，動態(tài)拉伸試驗比較復雜，需要對壓桿進行改裝。目前主要采用的是反射式SHPB裝置，通過應變片記錄反射波、入射波、透射波，從而得到其應力-應變曲線。

1.1.SHTB原理 反射式霍普金森拉桿SHTB（仿真）結構反射式SHTB結構基于SHPB改造而來，除具備常規(guī)SHPB結構的撞擊桿、入射桿，還需要在拉伸試樣外圍加上與入射桿、透射桿相配合的承壓環(huán)。并且反射式SHTB的入射桿、透射桿與常規(guī)SHPB位置相反。

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(tài)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。

多次反射加載法，利用入射桿的反射波在端面二次反射形成加載波，實際上常規(guī)的SHPB試驗都是多次反射加載，只不過在處理數據時只截取了第一次加載的數據，其特點是相鄰加載時間間隔是固定值（入射桿桿長的兩倍與桿彈性波速的比值）；多級撞擊桿法，是基于撞擊桿或者加載結構設計，將撞擊桿設計成可實現多次撞擊的結構，撞擊間隔可調可控，多級撞擊桿一般有串聯結構、夾心結構等形式。

許多實際工況（如碰撞、爆炸）中材料可能承受高速拉伸載荷（如撕裂、韌性斷裂），直接施加動態(tài)拉伸載荷能更真實地模擬材料在高速拉伸狀態(tài)下的失效行為，彌補壓桿試驗的局限性。 本案例將介紹韌性材料的直接式霍普金森拉桿原理及其Abaqus仿真方法。

全文速讀：在不同應變速率下對鑄鐵和鑄鋁圓棒試樣進行了單軸高速拉伸試驗，研究了它們的動態(tài)力學性能及斷裂情況，分析了相關因素對試驗的影響。結果表明：測試應變、應力的方法，試樣標距長度及夾持端長度等對試驗準確性和曲線振蕩程度有較大影響；使用比剛度和比強度高的夾具、短標距試樣、應變片測試應力、兩臺相機測試應變、適當增加夾持端長度可以提高試驗結果的準確性。

圖3 25t電子萬能試驗機中應變率拉伸實驗設備為高速拉伸實驗機（圖4），設置拉伸速率為 7 mm/s。圖4 高速拉伸實驗機動態(tài)拉伸實驗在分離式霍普金森桿裝置（見圖 5）上開展。動態(tài)拉伸實驗中，采用高強度粘膠將試件粘貼于入射桿和透射桿之間，氣室中的壓縮氣體推動炮管內圓環(huán)管，圓環(huán)管撞擊入射桿端部的法蘭盤，在入射桿內部產生拉伸應力波。

表1 GFRP與常見金屬材料的物理性能對比研究材料的沖擊動態(tài)性能常用的有落錘沖擊試驗、泰勒沖擊試驗、分離式霍普金森壓桿試驗（Split Hopkinson pressure bar，簡稱SHPB），本文將使用SHPB技術對GFRP的動態(tài)性能進行研究，利用二波法對波形數據進行處理，得出材料不同應變率的應力-應變曲線和應變率-時間曲線。

服務介紹國高材分析測試中心依據GB/T 33227-2016標準，配備高速拉伸試驗機和DIC技術系統(tǒng)，可精準測定鋁及鋁合金板帶材在高應變速率下的動態(tài)力學性能，包括抗拉強度、延伸率、彈性模量等關鍵參數。試驗涵蓋車身覆蓋件、結構件及軌道交通用鋁材，支持電池殼、高鐵型材等特種材料的應變速率敏感性分析。

3 碰撞斷裂材料卡片及其應用方法1) 材料試驗靜態(tài)拉伸、動態(tài)拉伸(5種不同加載速率)、靜態(tài)剪切、動態(tài)剪切、靜態(tài)壓縮、動態(tài)壓縮、靜態(tài)穿孔和動態(tài)穿孔，共計12個試驗工況，考慮塑料材料的一致性相對較低，每個工況開展3-5次試驗。2）真應力-應變曲線轉換壓縮跟剪切試驗需要結合DIC技術進行應變監(jiān)測，測試前需在樣品表面制作散斑，穿孔試驗一般無需測試應變。

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(tài)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。

相比均質有限元模型，非均質有限元模型的仿真結果可信度更高，仿真效果更好，與實際破壞情況更為吻合，該方法具有廣泛的運用前景，可用于靜態(tài)力學試驗、動態(tài)力學試驗、爆破領域、建筑結構領域等。

基于高速液壓伺服試驗機的材料動態(tài)拉伸試驗是獲得中低應變率力學性能的主要手段，但如何獲得材料的動態(tài)拉伸載荷、動態(tài)應變，以及失效過程的熱耗散數據是試驗測試的關鍵。就像飛機在服役過程中結構可能會遭受鳥撞、應急墜撞等沖擊載荷的作用，如飛機機頭和機翼結構是飛鳥、冰雹等外來物沖擊的密切關注部位，飛機機體下部結構則需進行抗墜撞設計以提高其適墜性。

因此，精準表征膠粘劑在高拉伸速率及不同溫度環(huán)境下的粘接強度，對于深刻揭示其動態(tài)失效機理、評估并保障運載工具在碰撞安全、硬著陸、高速交會等極端工況下的絕對可靠性，具有至關重要的意義。

相比均質有限元模型，非均質有限元模型的仿真結果可信度更高，仿真效果更好，與實際破壞情況更為吻合，該方法具有廣泛的運用前景，可用于靜態(tài)力學試驗、動態(tài)力學試驗、爆破領域、建筑結構領域等。

實驗設計：確定需要進行的實驗類型和參數，例如靜態(tài)加載、動態(tài)加載，以及加載條件的范圍和級別。2. 試樣準備：準備適當的試樣，并確保它們代表了實際應用中可能遇到的應力狀態(tài)和加載條件，通常包括單軸拉伸試樣，中心孔拉伸試樣，缺口拉伸試樣，0度剪切試樣等。3. 實驗：進行相應的實驗并記錄下實驗數據，比如載荷-位移曲線。 4.

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以下為我司測試所得拉伸試驗曲線與擬合曲線對比圖：平面拉伸試驗曲線與擬合曲線對比圖單軸拉伸試驗曲線與擬合曲線對比圖等雙軸拉伸試驗曲線與擬合曲線對比圖?我們的價值：提供體系化的解決方案易瑞博科技專注于為橡膠與復合材料研發(fā)提供專業(yè)的測試與仿真解決方案。