材料在動態(tài)沖擊下的行為與準靜態(tài)有很大不同。通過X射線相襯成像(X-ray Phase Contrast Imaging)和光學成像的方式,在分離式霍普金森壓桿(Split Hopkinson Pressure Bar)上研究了ITO(Indium Tin Oxide)玻璃的動態(tài)損傷和破壞過程。首先介紹了彈性波控制方程這一應力波理論的基礎,進而從理論上解釋了SHPB裝置的原理,并且簡要介紹了SHPB裝置的發(fā)展、存在的問題以及相應的解決辦法。針對SHPB實驗中試樣加載初期應力不均勻和難以實現恒應變率加載這兩大難題,選取有機玻璃作為實驗材料,討論紫銅整形器以及子彈速度對入射脈沖波形的影響。在入射桿前端加紫銅整形器,利用其塑形變形來延長入射脈沖的上升沿升時,延緩試樣的破壞時間,進而滿足試樣加載過程中應力平衡和變形均勻的條件。實驗結果及分析表明,整形器的使用確實能改善入射波形,獲得理想效果。通過XPCI和光學成像模式的對比,證明了XPCI在揭示脆性材料動態(tài)破壞過程中裂紋的萌生擴展等方面的優(yōu)勢,歸因于其強穿透性和高分辨率。玻璃樣品的預損傷引起其破壞強度的分散性較大。大量的灰度統計分析了樣品的損傷演...

【文章頁數】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 SHPB技術的由來
        1.2.2 國內外SHPB實驗研究情況
    1.3 脆性材料動態(tài)壓縮研究情況
    1.4 本文的主要研究內容及章節(jié)安排
第2章 霍普金森壓桿及相關實驗技術
    2.1 霍普金森壓桿技術原理
        2.1.1 裝置圖及基本原理
        2.1.2 彈性波控制方程
        2.1.3 試件中的應力、應變及應變率的計算
        2.1.4 桿中應變測試
        2.1.5 試樣尺寸原則
    2.2 霍普金森壓桿存在的問題及改進
    2.3 XPCI和光學成像技術
    2.4 測量系統和數據采集處理系統
第3章 脈沖整形器在脆性材料SHPB加載中的應用
    3.1 14.5mm壓桿的移波查點問題
    3.2 入射桿和透射桿上應變片的標定
    3.3 脈沖整形器在SHPB加載中的整形效果
        3.3.1 材料和試件
        3.3.2 紫銅脈沖整形器的效果
    3.4 本章小結
第4章 ITO玻璃實驗與數據分析
    4.1 材料及試樣
    4.2 損傷量化
    4.3 實驗結果及分析
        4.3.1 試樣抗壓強度
        4.3.2 試樣破壞模式
    4.4 碎片回收分析
    4.5 本章小結
結論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文



本文編號：3918853