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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。2.1 SHTB原理 直接式霍普金森拉桿SHTB（仿真）結(jié)構(gòu) 直接式霍普金森拉桿（SHTB）一種結(jié)構(gòu)形式如上圖所示。

1 問題介紹 反射式霍普金森拉桿（SHTB）是在常規(guī)霍普金森壓桿（SHPB）基礎(chǔ)上改進而來，相比于直接式SHTB，反射式SHTB結(jié)構(gòu)簡單、易于改造，但需要對結(jié)果進行必要的數(shù)據(jù)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。

霍普金森拉桿 ALT1500 軟件簡介10.1.

霍普金森壓桿系統(tǒng)，霍普金森拉桿系統(tǒng)。基于這種基礎(chǔ)，不同性能的材料都可以用我們提供的設(shè)備進行測試及制備。在璐暢通，有以下產(chǎn)品宣示著公司輝煌的業(yè)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(lǐng)域的先驅(qū)和誠信、可靠的合作伙伴，是沖擊力學性能領(lǐng)域的先驅(qū)者。

2、SHPB原理 常規(guī)霍普金森桿SHPB（仿真）結(jié)構(gòu) 如圖所示，常規(guī)的SHPB仿真模型結(jié)構(gòu)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）。

1.1.引言autoSHPB_2.2是基于Abaqus開發(fā)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(shè)置好參數(shù)后，一鍵全流程仿真，無需手動輔助，自動完成幾何-網(wǎng)格-材料-接觸設(shè)置-載荷-場輸出-歷史輸出等流程。

更多的研究是進行少量試驗，結(jié)合CAE仿真以更低成本的研究材料在不同參數(shù)下的性能變化，同時可以對試驗進行誤差分析和結(jié)果驗證。Ls-Dyna則是動態(tài)沖擊仿真領(lǐng)域的先驅(qū)者和領(lǐng)導者。</p><p>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;本文通過一個簡單案例介紹通過Workbench Ls-Dyna軟件完成霍普金森桿沖擊的一般流程。

<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(tài)顯式分析】兩種分析類型結(jié)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。

普金森拉桿原理圖動態(tài)剪切試驗復合材料的動態(tài)剪切試驗一般是通過對試樣的合理設(shè)計，利用霍普金森桿壓桿實現(xiàn)剪切變形，這種裝置與壓桿裝置相似，通過壓縮間接地實現(xiàn)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(guān)系。

<p>上一篇文章介紹了霍普金森桿（SHPB）沖擊的3D仿真，采用的1/4軸對稱模型。本文繼續(xù)介紹該案例的2D仿真流程，采用軸對稱模型，并于上一案例結(jié)果對比。一般來說，2D軸對稱模型相比于3D實體模型，計算速度更快，精度更高，但是適用面窄，只能用于界面為圓形的試樣及桿件。本案例軟件版本為Ansys Workbench 2021 R2。</p><p>1.

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(shù)對GFRP的動態(tài)性能進行研究，利用二波法對波形數(shù)據(jù)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。

2.有限元模型 根據(jù)實驗室現(xiàn)有的三維霍普金森桿裝置進行簡易建模。2.1發(fā)射系統(tǒng)：撞擊桿尺寸：外徑40mm*400一支。

崗位職責：?? 負責材料卡片相關(guān)方法開發(fā)及測試驗證，包括高速拉伸、疲勞、蠕變、霍普金森桿等實驗設(shè)計與執(zhí)行； 基于力學/仿真背景，參與材料本構(gòu)模型開發(fā)與參數(shù)標定； 協(xié)同團隊提升材料卡片交付能力，支持客戶工程化需求。??

Johnson、Cook 等學者對OFHC銅、Armco鐵、4340鋼 等材料進行了不同應變率和溫度下的霍普金森拉桿、扭轉(zhuǎn)試驗，通過數(shù)值模擬與試驗結(jié)果對比，標定了12種材料的Johnson-Cook本構(gòu)模型的參數(shù)；提出了考慮大應變、高溫以及高應力影響的斷裂準則，并通過 Taylor 撞擊試驗與數(shù)值模擬的對比進行驗證。

導讀Johnson-Cook本構(gòu)模型是由Johnson和Cook通過大量實驗提出來的，常用于鳥撞擊實驗、汽車碰撞、霍普金森桿等沖擊領(lǐng)域。J-C模型通過上述簡單表達式將材料加工硬化效應、應變率效應和溫度效應解耦，因此非常便于工程應用。J-C模型已內(nèi)置在Abaqus中，可以直接調(diào)用，為材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了寶貴的技術(shù)參數(shù)和參考信息。