基于电磁Hopkinson杆的无机玻璃动态力学性能测试技术

• 作者: 江斌 胡嘉奕 郭亚洲 李玉龙
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 电磁Hopkinson杆 玻璃 应变率效应 应力平衡 恒应变率
• 年，卷（期）: 2020,（31）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 3475-3484
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2020-0223

摘要

无机玻璃作为典型的脆性材料,其失效应变极小,因而对其进行动态力学性能测试一直是冲击动力学和实验力学领域的难点问题.本文提出一种全新的实验技术——电磁分离式Hopkinson压杆(electromagnetic split Hopkinson pressure bar, ESHPB)来解决这一难题,并利用钠钙硅酸盐玻璃进行了验证.实验结果表明,与单向中击加载相比,采用双向对称ESHPB能够使玻璃试样更快地实现应力平衡和恒应变率变形,从而获得更为精确有效的动态力学性能数据.通过与准静态实验结果的对比发现,该种玻璃材料在冲击载荷下压缩强度显著增大,呈现出很强的应变率效应.此外,本文还利用超高速相机原位实时观测了玻璃试样的变形和破坏过程.变形图像表明,当裂纹不断成核、扩展并汇聚至充满整个试样时,试样完全失去载荷承受能力.