动态断裂实验中试样/支座脱离现象及规律研究

论文摘要

本文对Hopkinson压杆动态断裂试验中试样与支座的接触状态进行了系统的研究。在标准冲击试样静态三点弯曲试验中,试样与支座之间保持接触,自始至终为三点受力状态。但在动态试验条件下,由于加载速率较高,试样可能弹离支座,出现脱离现象。因此,试样有可能偏离三点弯曲状态。但是,目前对试样与支座脱离接触的现象与规律的认识尚不统一。本文通过在支座上粘贴半导体应变片的方法,监测试样与支座开始受力时刻。比较发现,试样在受载瞬间并非处于三点受力状态,确实存在与支座间的脱离现象。显然这种接触状态的改变对于材料动态断裂韧度的测量具有重要影响。试样与支座的脱离现象与系统的弹性性质有关,当试验装置不变时,只与试样尺寸和子弹速度等试验条件有关。通过改变跨距、试样长度和宽度以及改变子弹速度的试验发现,在试验速度范围内改变子弹速度对脱离时间影响不大,而改变跨距、试样的长度和宽度均对脱离时间有明显影响。研究得到了试样与支座脱离的临界试验条件: S/L-（W-20）/25.15>0.67文中还建立了试样受冲击瞬间的数学模型,采用数学方法分析并得出试样与支座脱离的临界条件,在试样宽度不变时临界条件为:所得结果与试验结果相一致。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 Hopkinson杆动态断裂韧度测试原理及发展过程
• 1.2.1 Hopkinson压杆测试装置及其测试原理
• 1.2.2 Hopkinson杆动态断裂韧度测试的发展过程
• 1.3 国内外动态断裂三点弯曲试样接触状态的研究现状
• 1.3.1 试样与支座存在脱离现象的研究
• 1.3.2 试样与支座保持接触状态的研究
• 1.3.3 脱离现象的影响因素
• 1.4 研究内容
• 第2章 试样与支座脱离接触现象
• 2.1 引言
• 2.2 试验材料、试验过程及试验方法
• 2.2.1 试验材料及过程
• 2.2.2 试样与支座脱离时间确定方法
• 2.3 试验结果及分析
• 2.3.1 试验数据
• 2.3.2 试验波形
• 2.3.3 试验结果分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 不同试验条件对脱离现象的影响
• 3.1 引言
• 3.2 试验方法
• 3.3 试验结果与分析
• 3.3.1 改变跨距试验
• 3.3.2 改变试样长度试验
• 3.3.3 改变试样宽度试验
• 3.3.4 改变冲击速度试验
• 3.4 关于脱离现象分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 试样与支座脱离接触临界条件解析
• 4.1 引言
• 4.2 模型建立
• 4.3 脱离过程分析
• 4.4 关于脱离临界条件的推导
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历