摘要：采用传统分离式Hopkinson压杆进行M型试样的动态拉伸实验,可避免试样与杆的连接问题,但该方法并未得到发展和验证。本文中,采用有限元数值分析和实验方法,对M型试样动态拉伸实验进行分析和改进。结果表明:(1)改进的封闭M型试样,可以增强试样整体刚度,有效减少试样畸变引起的附加弯矩对拉伸标段的影响,方便通过Hopkinson压杆加载实现一维拉伸变形;(2)采用试样刚度系数修正法,可消除M型试样整体结构的弹性变形对测试的影响,精确获得试样拉伸标段的塑性应变;(3)高加载率下,建议采用波形整器加载,可显著减少试样结构引起的载荷震荡现象、改善两端的应力平衡,获得准确的动态拉伸应力应变曲线,实现5900 s−1甚至更高应变率下的动态拉伸实验。研究方法可为M型试样拉伸实验设计和应用提供参考。

摘要：为探究化学腐蚀后灰岩的动态拉伸力学特性,本次试验配制了pH=3的NaCl和KHSO_4混合溶液对灰岩试样进行不同时间的腐蚀(腐蚀时间分别为30,60,90,120和150 d)。通过核磁共振测试获得腐蚀后试样的T2谱图及孔隙率,并利用分离式霍普金斯压杆对腐蚀后灰岩试样进行动态拉伸试验,最后得到了灰岩动态拉伸强度以及能量耗散等随腐蚀损伤度的变化规律。此外,借助扫描电镜和X射线荧光光谱分析获得各腐蚀阶段试样的SEM图像和矿物成分含量。结果表明:随腐蚀时间增加,灰岩孔隙率从自然状态下0.32%增大到5.32%(150d),腐蚀损伤度同步增大;动态抗拉强度劣化程度为32.52%,并可根据下降速率区分为2个阶段;耗散能和透射能分别展现出两阶段减小变化趋势,表现出明显的损伤度相关性;化学腐蚀后灰岩的破坏模式由典型的劈裂破坏向拉剪混合、剪切破坏过渡,直至粉末块状破坏。宏观力学性质与试样内部微观结构损伤有着密不可分的关联性,研究结果可为地下工程的设计施工提供借鉴。

摘要：针对薄壁异形环截面管状结构,结合有限元分析,提出了基于Hopkinson拉杆技术的环向材料动态拉伸实验方法;设计了特殊的夹具,采用空心透射杆提高透射波幅值;并对1Cr18Ni9Ti材料薄壁异形环截面管状结构进行不同应变率下的冲击拉伸实验。实验结果表明,该实验方法可适用于这种薄壁异形环截面管状结构,该结构具有良好的塑性变形能力,断裂应变随应变率的提高明显降低,拉伸强度随应变率的提高明显增大。

摘要：针对提高混凝土梁抗冲击爆炸性能的起波配筋新技术,采用理论分析与动态冲击拉伸试验相结合的方法,揭示了起波钢筋的快速拉伸变形作用机理,分析了拉伸速度、起波矢高等因素对起波钢筋抗拉强度的影响规律,确定了起波钢筋静态弹性极限强度计算方法。提出了起波钢筋等效拉伸应变率新概念,建立了弹性极限强度动力放大系数(dynamic increase factors,DIF)计算模型。研究结果表明,预先弯折起波使得钢筋在受力拉直过程中产生截面弯矩,起波钢筋的力学性能存在明显的应变率效应;起波钢筋弹性抗拉极限强度DIF随起波矢高的增高先增大后减小,存在一个最优起波设计矢高,可以使起波钢筋抗拉强度动态放大系数达到最大。研究成果可为进一步推动起波配筋技术在防护工程中的应用提供依据。

摘要：基于率相关的晶体塑性理论,发展了更为合理的同时考虑位错滑移和形变孪晶作用、并计及温度影响的TiAl单晶本构模型.在此基础上,建立了能够反映晶粒随机取向的多晶有限元模型,对不同温度(室温～840℃)不同拉伸应变率(0.001～1 350/s)下NG TiAl的弹塑性力学行为进行了模拟.结果显示,模拟得到的应力应变曲线与试验结果基本一致,能够比较好地模拟NG TiAl在不同温度和应变率下的材料响应.还考察了形变孪晶对塑性变形的影响,结果表明孪晶为NG TiAl重要的变形方式之一;动态条件下孪晶的体积分数增大,从而提高了NG TiAl的塑性变形;而温度对孪晶体积分数演化的影响不明显.

摘要：岩石作为一种常见的工程材料,其动态拉伸力学性能的准确核定及其破坏机理至关重要。借助霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)实验装置,对75块花岗岩试样进行了不同冲击速度下的动态劈裂拉伸实验,分析其动态强度与变形的应变率效应,以及冲击劈裂后的破坏形态,进而得到花岗岩试样的应变率、应力峰值、弹性模量等相关力学参数之间的关系。研究表明,在动态劈裂实验中,应变率约在100 s^(-1)左右,花岗岩试样开始出现裂纹;应变率在100~150 s^(-1)内,花岗岩试样在冲击后为破碎状态;当应变率超过150 s^(-1)后花岗岩在冲击加载后试样为粉碎的状态。随着应变率的逐渐增大,动态拉伸弹性模量逐渐增加,但峰值应变却随着应变率的增大而逐渐减小,表明随着应变率的提高,花岗岩的变形能力变差,更易破坏。同时提出了动态拉伸敏感性指标,该指标物理意义明确,能够准确反映岩石类准脆性介质在动态拉伸受力情况下的率效应。进而通过数值模拟,分析验证了冲击劈裂实验的应力波传播三阶段、试样破坏特性及裂纹衍生规律。进一步地,基于Hopkinson效应和冲击劈裂现象相结合的动态拉伸强度,其本质上是受岩石的不均匀性、应力速率、相邻微裂纹处释放的应力引起的裂纹止裂以及裂纹扩展速度等众多因素的共同影响。

摘要：泡沫金属在实际工程应用中往往承受动态荷载,而这种多胞材料的结构优化设计需要基于动静态加载条件下的力学性能。针对泡沫金属的动态性能不能简单地由静态加载性能进行表征的问题,基于3D Voronoi建立的“狗骨头”形试件模型对泡沫金属单轴动态拉伸进行数值仿真实验,定量研究加载应变率、相对密度和形状不规则度参数对泡沫金属动态性能的影响,观察细观变形特征,阐明其破坏机理,并通过量化高速拉伸加载下的惯性效应消除惯性应力的影响,研究泡沫金属单轴动态拉伸破坏性能。结果表明:相对密度参数与形状不规则度参数均对泡沫金属动态拉伸的破坏应力、破坏应变影响显著;泡沫金属在不同应变率加载下的破坏模式也不同,但对模型应力-应变曲线的影响不大。

摘要：设计了一套拉伸冲击加载装置,配合测试系统,可以对动态拉伸加载下的材料的力学性能进行研究。实测的结果表明该装置是有效的。

摘要：为探究动态拉伸(DS)后振动泡沫轴滚动(VFR)对羽毛球运动员运动表现的急性影响,采用交叉设计,选择了20名羽毛球运动员,组织他们进行DS或DS+VFR热身运动,对他们的下肢灵活性、肌肉硬度、下肢力量和敏捷性进行了测试。结果显示,两种方法均能优化羽毛球运动员的运动表现。DS可以显著增加膝关节屈曲活动度(P=0.033)、CMJ高度(P=0.004)和敏捷性(P<0.001),但会导致股四头肌硬度(P=0.001)和腓肠肌硬度(P=0.001)增加。而DS+VFR则能增加膝关节伸展活动度(P=0.003)、降低股四头肌的硬度(P=0.017),同时能提高CMJ高度(P=0.037)和敏捷性(P<0.001)。然而,除肌肉硬度降低外,DS+VFR在其他方面并未显著优于DS。建议运动员和教练将动态拉伸(DS)作为热身运动的首选,以提高运动员的膝关节伸展活动度、CMJ高度和敏捷性,适当结合振动泡沫轴滚动(VFR)以降低肌肉硬度,从而降低运动损伤的风险。