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SHPB实验能否用于氧化铝、碳化硅等陶瓷材料力学性能分析?

2018/09/07114 作者:佚名
导读:氧化铝、碳化硅等陶瓷是一种脆性材料,其破坏应变很小,使用常规的方法在SHPB装置上对其进行冲击压缩实验,难度较大。通过尝试[1],发现 SHPB实验中存在以下几个问题: (1)试件受冲击时应变率较低; (2)试件中的平均应力、应变水平较低;

氧化铝、碳化硅等陶瓷是一种脆性材料,其破坏应变很小,使用常规的方法在SHPB装置上对其进行冲击压缩实验,难度较大。通过尝试[1],发现

SHPB实验中存在以下几个问题:

(1)试件受冲击时应变率较低;

(2)试件中的平均应力、应变水平较低;

(3)氧化铝、碳化硅陶瓷的硬度远大于SHPB装置中的入射和透射杆的硬度,这样使得压杆在实验过程中极易屈服,造成对实验装置的破坏。

因此为了更成功地对氧化铝、碳化硅陶瓷的动态力学性能进行实验研究,必须采用有效的方法来克服以上这些问题,从而必须对常规的试验方法进行改进。

对实验方法的改进主要体现在以下两个方面:

(1)为了提高试件的应变率及其应力,实验使用较小直径的试件;

(2)为了防止实验中压杆端面的变形,在试件端面和压杆之间各加一陶瓷垫块[2],其直径和压杆基本相同。

由于陶瓷垫块的直径远大于实验试件,在实验中垫块发生的变形将远小于实验试件,因此认为在实验中可以忽略垫块发生的变形。

虽然我们改进了实验方法,但是该种方法否能合理地反映试件的动态力学性能呢?依照SHPB实验原理进行数据处理时,采用的数据是试件两端面上的入射波、反射波、透射波,但是很容易看出,改进后的实验方法记录的入射波、反射波、透射波,并非试件两端面上的入射波、反射波、透射波,因此还必须在数处理据时进行一定的修正,才能得到合理的结果。

关于数据处理的修正方法,敬请关注本公众号软文… …

[1]张晓晴,姚小虎,宁建国,赵隆茂,杨桂通.Al2O3陶瓷材料应变率相关的动态本构关系研究[J].爆炸与冲击,2004,03:226-232.

[2] Chen W, SubhashG, Ravichandran G.Evaluation of ceramic specimen geometries used in Split Hopkinson Pressure Bar [J] .Dymat J, 1994, 1:193- 210.

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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