⑴ 弹性波的实验研究
它是理论研究的基础。在电子技术出现以前,介质中弹性波传播的实验主要用于地震波的侦测和声学中可闻频率振动的研究。现代电子技术的发展,推动了弹性波的实验研究。下面是两个最早的普遍使用的实验装置:
①霍普金森压杆
B.霍普金森是最早在实验室条件下应用电子技术研究弹性波传播的学者之一。为了纪念他的工作,把他在实验中所用的试件命名为霍普金森压杆。他通过实验研究炸药爆炸或子弹撞到坚硬表面时,压力随时间变化的规律。霍普金森压杆为一圆柱形钢杆,长约1米,直径为2.5厘米,由四条线挂成水平位置,这些线可以在垂直面内摆动。在杆的一端加上一个短的柱形颗粒称为测时器,而瞬变压力作用在杆的另一端。测时器和杆直径相同,并且是用同一种钢材制造的。当压缩脉冲由一端传至测时器一端时,在测时器的自由端面上反射成拉伸脉冲,使测时器飞离杆端。测出测时器的动量,就可算出压力与时间的关系。
②戴维斯压杆
R.M.戴维斯首先设计了包括一个压杆(后称为戴维斯压杆)的电测实验装置,该装置能连续记录由压力脉冲引起的自由端的纵向位移,并可直接测到位移-时间曲线,再经微分,即可得到脉冲压力-时间曲线。
霍普金森压杆和戴维斯压杆都要满足两个条件:一是压杆内任何点的应力不能超过所用钢材的弹性极限;二是压力变化引起的压缩脉冲的波长同压杆半径相比要足够大。
⑵ 三波场研究是什么
三波法是霍普金森压杆(SHPB)测试中的一种数据处理方法。
大多数材料在强度等力学性质方面都表现出某种程度的加载率或应变率敏感性。高幅值短持续时间脉冲和荷载所引起的材料力学性质的应变率效应,对于抗动载的结构设计与分析是非常重要的。这些动载来自常规武器侵彻与爆炸、偶然爆炸和高速撞击等许多军事和民用事件。
对于这些事件的理论分析和数值模拟必须知道材料的高应变率强度、断裂特性和应力——应变关系等本构性质。
而研究材料在脉冲动载作用下的力学性质的实验室设备和实验必须模拟类似现场的应变率条件。
分离式霍普金森杆被公认为是最常用最有效的研究脉冲动载作用下材料力学性质的实验设备。
给你一个霍普金森的网站,上面都有相关的资料介绍和相关文献!
其应用领域从最初测量金属的动态力学性能,发展到现场测量岩石、混凝土、陶瓷、高聚物、炸药、固体推动剂、塑料、复合材料、泡沫材料、减震材料、粘结层、纤维等多种材料的动态力学性能。不仅适用于压缩试验,还能成功地进行拉伸和剪切试验,并且扩展到具有加速度、力与压力传感器标定功能。