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FDM-DEM耦合方法模拟月壤水冰模拟物的SHPB冲击试验
1
作者 李云丽 杨振睿 吴文平 《计算力学学报》 北大核心 2025年第1期19-25,共7页
全球对月球的探索在近几年再次掀起一阵热潮,下一阶段的探月任务主要集中于对月球极地的取样与资源勘探,涉及月球极地水冰模拟物大量动力学问题的研究。本文采用有限差分法(FDM)与离散元法(DEM)的耦合方法,开展了月壤水冰模拟物的分离... 全球对月球的探索在近几年再次掀起一阵热潮,下一阶段的探月任务主要集中于对月球极地的取样与资源勘探,涉及月球极地水冰模拟物大量动力学问题的研究。本文采用有限差分法(FDM)与离散元法(DEM)的耦合方法,开展了月壤水冰模拟物的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验模拟,研究了月壤水冰模拟物在冲击载荷下的动力学性能及损伤特性。通过与试验结果对比,发现本文提出的FDM-DEM模型能够很好模拟月壤水冰模拟物的SHPB冲击测试。获得了月壤水冰模拟物峰值强度与应变率的关系,发现月壤水冰模拟物表现出应变率增强效应,即应变率越高,峰值应力越大,这与砂土的应变率不敏感性存在明显差异。冲击过程中,试样的损伤随着冲击速度的增加而增大,但损伤持续时间变短。损伤裂纹首先出现在试样与压杆的交界处,随着试样的压实,试样内部产生裂纹,最终内外部裂纹相互扩展交汇,直至破坏。研究结果为深入理解月球极地月壤水冰模拟物的动力学性能和失效行为提供了重要的参考。 展开更多
关键词 月壤水冰模拟物 分离式霍普金森压杆(shpb)试验 FDM-DEM耦合 动态冲击特性 破坏形态
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不同含水率红陶土的SHPB动力学性能实验
2
作者 解北京 武博文 +3 位作者 刘天乐 栾铮 张景顺 于瑞星 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第22期9529-9534,共6页
为研究动态加载下红陶土的动态力学特性,利用分离式霍普金森压杆系统,开展了含水率分别为5%、7%、9%、11%、13%和15%,冲击速度分别为6、8、10 m/s,分析了不同含水率和应变率条件下红陶土的动力学特性。结果表明:随着冲击速度的增大,红... 为研究动态加载下红陶土的动态力学特性,利用分离式霍普金森压杆系统,开展了含水率分别为5%、7%、9%、11%、13%和15%,冲击速度分别为6、8、10 m/s,分析了不同含水率和应变率条件下红陶土的动力学特性。结果表明:随着冲击速度的增大,红陶土应变率效应显著;在冲击荷载作用下,红陶土的动态应力-应变关系曲线随加载应变率提高呈现2种曲线类型,分别为脆-塑性破坏和脆性破坏,随着应变率的增加,红陶土破坏过程由塑-脆性破坏逐转变为脆性破坏;红陶土的抗压强度、动态弹性模量均随应变率的增大而增加,并随着含水率的增大先减小后增大。 展开更多
关键词 红陶土 动态力学特性 冲击荷载 shpb(split Hopkinson pressure bar)
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SHPB循环冲击实验技术在岩石冲击动力学教学中的应用研究 被引量：2
3
作者 杨荣周 徐颖 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第5期195-202,共8页
该文通过将SHPB实验与岩石冲击动力学相关理论课程相结合的教学模式,提高学生对岩石冲击力学响应和能量演化特征的认知与理解,培养学生在科学实验方面的实际操作能力和严谨态度,发挥学生自主开展实验研究的主观能动性,提升教学效果。基... 该文通过将SHPB实验与岩石冲击动力学相关理论课程相结合的教学模式,提高学生对岩石冲击力学响应和能量演化特征的认知与理解,培养学生在科学实验方面的实际操作能力和严谨态度,发挥学生自主开展实验研究的主观能动性,提升教学效果。基于多学科交叉融合理念,联系科学研究热点问题,引导学生进一步思考并探索更多“SHPB+”,有助于培养学生的科研实践能力与思维创新精神。 展开更多
关键词 冲击动力学 分离式霍普金森压杆(shpb) 岩石循环冲击压缩 shpb+ 实验教学
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基于SHPB试验的碳纳米管增强混凝土动态压缩行为研究
4
作者 夏伟 陆松 +3 位作者 白二雷 赵德辉 许金余 杜宇航 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期36-46,共11页
为探究碳纳米管增强混凝土在冲击荷载作用下的动态压缩行为,采用?100 mm大直径分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)对其进行了冲击试验,对比分析了不同冲击速度和碳纳米管掺量条件下混凝土的动态抗压强度、受压形变... 为探究碳纳米管增强混凝土在冲击荷载作用下的动态压缩行为,采用?100 mm大直径分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)对其进行了冲击试验,对比分析了不同冲击速度和碳纳米管掺量条件下混凝土的动态抗压强度、受压形变以及能量耗散特征的演化规律。试验结果表明:碳纳米管增强混凝土的动态强度特性具有显著的加载速率敏感性,动态抗压强度和动态强度增长因子均与冲击速度呈线性正相关的关系,当加载水平相同时,动态抗压强度随碳纳米管掺量的增大呈先上升后略有下降的变化趋势,且与普通混凝土相比增幅可达23.7%。碳纳米管增强混凝土的极限应变与冲击韧度的变化特点相似,均随冲击速度的增大而逐渐提高,具有一定的冲击速度强化效应,但与冲击速度之间并没有表现出明显的线性关系。在同一加载水平下,当碳纳米管掺量为0.30%时,混凝土的冲击韧度达到相对最大,较之普通混凝土提升约10%。掺入适量的碳纳米管能够有效强化混凝土内部结构的整体性和致密性,进而改善混凝土的动态力学性能以及能量耗散特征。 展开更多
关键词 混凝土 碳纳米管 分离式霍普金森压杆(shpb) 动态力学特性 冲击能量耗散
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基于SHPB技术测试典型金属动态压缩性能的尺寸效应分析
5
作者 李艳萍 郭辉 +2 位作者 张阳 闫奕飞 郭伟国 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第10期142-149,共8页
为探究金属材料在SHPB动态测试中的尺寸效应问题,该文选用3种具有典型晶体结构的金属材料2A12铝合金(面心立方,FCC)、45钢(体心立方,BBC)以及TC4钛合金(密排六方,HCP),分别加工成具有相同长径比(0.8)、不同尺寸(Φ10 mm×8 mm,Φ5 m... 为探究金属材料在SHPB动态测试中的尺寸效应问题,该文选用3种具有典型晶体结构的金属材料2A12铝合金(面心立方,FCC)、45钢(体心立方,BBC)以及TC4钛合金(密排六方,HCP),分别加工成具有相同长径比(0.8)、不同尺寸(Φ10 mm×8 mm,Φ5 mm×4 mm,Φ2 mm×1.6 mm)的圆柱形压缩试样,并采用三组不同杆径的SHPB装置(杆径分别为Φ19 mm、Φ12.7 mm、Φ5 mm)进行动态力学性能测试。结果表明:在金属材料的动态压缩力学性能测试中,所用试样的尺寸在满足一定要求时方可获得其稳定的塑性流动应力,对于绝大多数金属建议采用直径大于5 mm的试样进行测试;采用微型SHPB装置配合小尺寸试样所测得材料的塑性流动应力偏低;对应变率敏感的材料,其尺寸效应也更为显著;被测试样的塑性流动应力或与试样的应力三轴度(即一维应力程度)相关。该文意在分析SHPB测试中的尺寸问题以期对相关学者和工程技术人员准确地获取金属材料的动态实验数据提供参考。 展开更多
关键词 shpb 尺寸效应 金属材料 应变率 塑性流动应力
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深部岩石动力学SHPB实验研究进展
6
作者 夏开文 姚伟 +1 位作者 付岩 吴帮标 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第5期29-44,共16页
深地岩石工程中,岩石处在高地应力、高温、高孔隙压力赋存状态以及动态扰动作用下,其稳定性被显著劣化,严重危害工程安全。近年来,研究人员在考虑原位应力和孔隙压力(差)的深部岩石动力实验方面取得了很大进展,因此有必要系统地回顾和... 深地岩石工程中,岩石处在高地应力、高温、高孔隙压力赋存状态以及动态扰动作用下,其稳定性被显著劣化,严重危害工程安全。近年来,研究人员在考虑原位应力和孔隙压力(差)的深部岩石动力实验方面取得了很大进展,因此有必要系统地回顾和总结这一领域的新进展。介绍了分离式霍普金森压杆(SHPB)的发展简史以及深部岩石动态实验的概况,包括实验装置、方法和结果的新进展。全面介绍了三轴围压SHPB系统与流固耦合SHPB系统的原理,以及相关的前沿应用和实验结果,包括多种应力状态和流固耦合条件下岩石动态强度和断裂韧度的实验方法和结果,总结了不同原位条件下深部岩石的动态破断机理与特征,相应成果为深部岩石工程的发展提供了重要的理论基础。 展开更多
关键词 深部岩石动力学 shpb实验 三轴围压 流固耦合 动态强度 动态断裂韧度
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砂土SHPB冲击试验与数值模拟研究进展及问题探讨
7
作者 吴琳 吕亚茹 +1 位作者 张申 丁思超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3461-3480,共20页
中高应变率下砂土的动力特性对防护工程、桩基贯入、船舶抛锚、飞机降落等问题具有重要意义。综述了砂土霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)冲击试验及数值模拟研究现状,总结了目前砂土冲击特性研究存在的主要问题,... 中高应变率下砂土的动力特性对防护工程、桩基贯入、船舶抛锚、飞机降落等问题具有重要意义。综述了砂土霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)冲击试验及数值模拟研究现状,总结了目前砂土冲击特性研究存在的主要问题,归纳如下:(1)SHPB试验对于散体材料仍存在不确定性,如试样尺寸尚不规范统一、边界条件难以控制、三轴试验方法还不成熟等,未来三轴SHPB试验需要解决试样径向变形测量和围压恒定问题;(2)由于试验条件下排气和排水不确定,且存在惯性效应,导致应变率效应无法准确判断;(3)含水率对冲击特性的影响与孔隙水压力、孔隙气压力变化相关,但相关变量测量困难,结果难以分析,需要开发完全不排气、不排水的装置以消除边界条件影响;(4)现有方法如有限元法、离散元法、耦合方法无法统一模拟波传播连续性和颗粒破碎,需要克服计算量限制,建立考虑复杂机制(如含水、颗粒破碎)的数值模型来研究砂土冲击特性;(5)需要建立考虑应变率效应的本构模型,实现水分、颗粒破碎等复杂机制的模拟,完善中高应变率土力学理论框架。 展开更多
关键词 砂土 霍普金森压杆 冲击试验 动力特性 应变率效应
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基于SHPB劈裂实验技术的岩石冲击动力学教学模式与实践
8
作者 杨荣周 徐颖 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第8期133-137,共5页
分离式霍普金森压杆(SHPB)是测定岩石材料在中、高应变率下动力响应行为的专业设备。为了帮助学生深刻认识和理解岩石的冲击劈裂力学特性与应力应变演化机理,聚焦岩石冲击动力学关键科学问题,将SHPB冲击劈裂实验技术引入岩石冲击动力学... 分离式霍普金森压杆(SHPB)是测定岩石材料在中、高应变率下动力响应行为的专业设备。为了帮助学生深刻认识和理解岩石的冲击劈裂力学特性与应力应变演化机理,聚焦岩石冲击动力学关键科学问题,将SHPB冲击劈裂实验技术引入岩石冲击动力学教学中,采用“理论+实验+讨论”的教学模式,建立教学课程的持续改进机制,解决了岩石冲击动力学理论知识学习的晦涩难懂、枯燥乏味,弥补了岩石冲击动力学理论教学的不足。可拓展学生的创新性思维以培养学生提出和解决关键科学问题的能力。 展开更多
关键词 岩石冲击动力学 分离式霍普金森压杆 动态劈裂机理 实验教学
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饱水砂岩SHPB试验研究与耗能分析
9
作者 唐庆林 平琦 +2 位作者 马闯 武祥 胡薇 《黑龙江工业学院学报（综合版）》 2024年第7期136-142,共7页
深部工程岩石常处于饱水状态,爆破开采时往往承受各种复杂的冲击力作用。为保障施工安全高效进行,研究不同冲击荷载下饱水砂岩的动态力学性能有着理论指导意义。试验测量饱水处理后砂岩试件的基本物理参数,并采用分离式霍普金森压杆装置... 深部工程岩石常处于饱水状态,爆破开采时往往承受各种复杂的冲击力作用。为保障施工安全高效进行,研究不同冲击荷载下饱水砂岩的动态力学性能有着理论指导意义。试验测量饱水处理后砂岩试件的基本物理参数,并采用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对饱水砂岩试件开展6种不同冲击荷载作用下的动态压缩试验。结果表明:饱水砂岩试件动抗压强度随加载速率增大而增大,呈二次多项式关系,正相关性显著;随应变率提高,动抗压强度增长,两者近似指数函数关系;动应变受应变率作用明显,表现为二次增长关系;试件压缩破坏时的破碎程度随冲击速率增大而增大。随冲击气压增加,试件破裂面逐渐增多,吸收能量也越多,破碎程度加剧,碎块尺寸减小。 展开更多
关键词 岩石动力学 饱水砂岩 加载速率 冲击压缩 shpb
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基于SHPB的切缝药包防护特性研究
10
作者 杨彦鑫 林子雲 +1 位作者 吴建建 卢锋 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第2期19-26,共8页
为探究定向断裂控制爆破中切缝药包对围岩的防护特性,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验对用药包材料制成的垫片防护下的花岗岩试块进行冲击,分别研究垫片与岩石间距、垫片材料和厚度因素对围岩防护效果的影响,分析在高速冲击下岩石的... 为探究定向断裂控制爆破中切缝药包对围岩的防护特性,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验对用药包材料制成的垫片防护下的花岗岩试块进行冲击,分别研究垫片与岩石间距、垫片材料和厚度因素对围岩防护效果的影响,分析在高速冲击下岩石的破碎情况和应力峰值,并建立多个切缝药包单孔爆破数值模型,通过对比不同情况下围岩损伤而进一步揭示切缝药包对围岩的防护特性机理。研究结果表明:岩石在强冲击荷载作用下严重破碎,当采用外壳垫片防护后,岩石的破碎程度有所降低。相同垫片厚度和垫片与岩石间距离固定的情况下,PVC外壳垫片防护效果要优于ABS外壳垫片。随着垫片厚度的增加和岩石与垫片间距的增加,岩石受损程度逐渐减弱,且增加垫片厚度对岩石的防护效果要优于增加岩石与垫片外壳间距的防护效果,研究成果可为控制爆破提供技术参考。 展开更多
关键词 定向断裂 霍普金森压杆(shpb) 数值模拟 切缝药包 围岩防护
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基于摆锤加载岩杆SHPB装置的充填体动态力学特性测试方法
11
作者 牛雷雷 王聪 +2 位作者 朱万成 骆柯 仝文慧 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期142-153,共12页
针对充填体试样SHPB(split Hopkinson pressure bar)试验测试中存在的透射波测量的难点问题,采用岩石长杆代替钢杆作为入射杆和透射杆的方法改进摆锤冲击加载SHPB试验系统,探讨了SHPB试验中黏弹性波的传播及波阻抗匹配问题;基于应力波... 针对充填体试样SHPB(split Hopkinson pressure bar)试验测试中存在的透射波测量的难点问题,采用岩石长杆代替钢杆作为入射杆和透射杆的方法改进摆锤冲击加载SHPB试验系统,探讨了SHPB试验中黏弹性波的传播及波阻抗匹配问题;基于应力波在岩石杆件系统中的传播规律研究,定义了应力波在入射杆和透射杆上传播的黏性衰减系数、试样-岩杆界面的透反射衰减系数;基于Kelvin-Voigt模型,利用一维波动分析程序,得到了岩石杆件-充填体的波阻抗匹配系数与透反射衰减系数的关系;依据现场充填体特性、波阻抗匹配系数和透反射衰减系数,选取了四种岩石长杆改进摆锤冲击加载SHPB试验装置;利用一维波动分析程序,计算了岩杆的黏性系数、充填体和岩杆界面的应力和应变,分析了透射波的波形特征和信噪比,发现四种岩石与充填体波阻抗的匹配程度从好到差依次为绿砂岩、花岗岩、大理岩、玄武岩;建立了以绿砂岩为入射杆和透射杆的摆锤冲击加载SHPB试验系统,开展了充填体的动态冲击试验,验证了试样中的应力平衡。 展开更多
关键词 波阻抗匹配 shpb Kelvin-Voigt模型 岩石杆件
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不同形状子弹在SHPB装置上的波形数值模拟研究
12
作者 宁朝阳 周宋记 杨京 《科技创新与应用》 2024年第13期82-85,共4页
为探究不同形状子弹对加载的影响,使用LS-DYNA对14种不同形状、尺寸的子弹在SHPB装置入射杆上产生的加载波进行数值仿真,在冲击速度恒定为5 m/s的情况下,子弹对相同尺寸(50 mm)入射杆进行冲击,重点分析子弹产生加载波的波形。结果表明,... 为探究不同形状子弹对加载的影响,使用LS-DYNA对14种不同形状、尺寸的子弹在SHPB装置入射杆上产生的加载波进行数值仿真,在冲击速度恒定为5 m/s的情况下,子弹对相同尺寸(50 mm)入射杆进行冲击,重点分析子弹产生加载波的波形。结果表明,对于等截面子弹,子弹截面尺寸不变时,随着子弹长度的增加,加载波的平台段随之变长;子弹长度不变时,随着子弹截面尺寸的增加,峰值应力也随之增加;但无论是子弹长度还是子弹的截面尺寸对上升至峰值应力所需时间几乎没有影响;对于变截面子弹,截面尺寸不变时,随着子弹尾部长度的增加,加载波的波形更接近半正弦波,峰值应力增大,加载波上升时间基本一致;当子弹尾部长度相同时,随着子弹头直径的减小,峰值应力变大,加载波上升时间基本一致。 展开更多
关键词 shpb 数值模拟 波形 岩石 子弹
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碳化硅试件的SHPB试验数值模拟与分析
13
作者 韩雷震 成楠 张世鑫 《科技创新与应用》 2024年第20期82-87,共6页
采用ABAQUS软件对碳化硅试件的分离式霍普金森压杆试验(SHPB)进行有限元仿真,模拟冲击载荷下碳化硅试件的损伤演变过程,得到不同应变率下碳化硅试件的应力-应变曲线。仿真结果表明,碳化硅试件在受到压杆冲击时产生拉应力和压应力,在拉... 采用ABAQUS软件对碳化硅试件的分离式霍普金森压杆试验(SHPB)进行有限元仿真,模拟冲击载荷下碳化硅试件的损伤演变过程,得到不同应变率下碳化硅试件的应力-应变曲线。仿真结果表明,碳化硅试件在受到压杆冲击时产生拉应力和压应力,在拉应力集中的地方首先出现微观失效,当压应力超过材料的抗压强度极限时试件整体压溃;压杆对碳化硅试件做功的93.8%用于产生塑性变形;碳化硅试件具有应变率强化效应,试件的动态抗压强度随应变率的增加而上升,最大抗压强度为10551 MPa,动态弹性模量受应变率的影响较小。 展开更多
关键词 碳化硅 shpb 有限元仿真 损伤演变过程 动态抗压强度 能量
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早龄期钢管混凝土动态力学性能研究
14
作者 杨静 史禄 +1 位作者 刘翼飞 胡先尧 《山西建筑》 2025年第4期105-108,共4页
为了研究早龄期钢管混凝土抗冲击能力,基于霍普金森压杆试验系统对C50与C30核心混凝土的钢管混凝土的动态力学性能展开研究,研究结果表明:钢管混凝土的破坏程度、动态峰值应力、动态峰值应变、吸收能占比均与冲击气压呈正相关;钢管混凝... 为了研究早龄期钢管混凝土抗冲击能力,基于霍普金森压杆试验系统对C50与C30核心混凝土的钢管混凝土的动态力学性能展开研究,研究结果表明:钢管混凝土的破坏程度、动态峰值应力、动态峰值应变、吸收能占比均与冲击气压呈正相关;钢管混凝土的破坏程度从平缓到剧烈逐渐表现为表层脱落、开裂及内部碎块脱落,与混凝土设计强度正相关但与龄期负相关;冲击气压相同时,钢管混凝土的动态峰值应变、峰值应力、吸收能占比与设计强度和龄期都呈正相关,峰值应变受设计强度影响更大,峰值应力与吸收能占比受龄期即核心混凝土实际强度影响更大。 展开更多
关键词 钢管混凝土 动态力学性能 霍普金森压杆试验系统 能量耗散规律
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高应变率下砂岩动态拉伸性能SHPB试验与分析 被引量：26
15
作者 平琦 马芹永 +2 位作者 张经双 袁璞 陈柏生 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第A01期3363-3369,共7页
为研究高应变率下煤矿砂岩的动态拉伸性能,将岩样加工成厚径比为0.5的圆盘试件,利用直锥变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,采用6种冲击气压对试件沿径向进行加载,实施不同加载速率的动态劈裂拉伸试验,测试试件的动态拉伸应力和... 为研究高应变率下煤矿砂岩的动态拉伸性能,将岩样加工成厚径比为0.5的圆盘试件,利用直锥变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,采用6种冲击气压对试件沿径向进行加载,实施不同加载速率的动态劈裂拉伸试验,测试试件的动态拉伸应力和应变率。试验结果表明:砂岩试件的动态劈裂破坏形态满足巴西圆盘试验有效性条件,试件内的径向应力分布达到应力均匀性要求;分析试验实测波形和应变率效应,得出高应变率下煤矿砂岩试件的拉伸应力和应变率特性。在试验采用冲击气压范围内,试件平均应变率由48 s-1增加至137 s-1,平均应变率与冲击气压近似为对数函数关系,动态拉伸强度与平均应变率近似为乘幂函数关系。 展开更多
关键词 岩石力学 砂岩 高应变率 分离式Hopkinson压杆(shpb) 巴西圆盘 动态拉伸
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绢云母石英片岩和砂岩的SHPB试验研究 被引量：41
16
作者 刘石 许金余 +1 位作者 刘军忠 吕晓聪 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1864-1871,共8页
利用液压伺服压力试验机和波形整形器改进后的φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究绢云母石英片岩和砂岩在50～160 s-1应变率等级下的准静态力学性能及其在不同冲击压缩荷载作用下的波形曲线、动态抗压强度、比能量吸收以及... 利用液压伺服压力试验机和波形整形器改进后的φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究绢云母石英片岩和砂岩在50～160 s-1应变率等级下的准静态力学性能及其在不同冲击压缩荷载作用下的波形曲线、动态抗压强度、比能量吸收以及破坏形态的应变率效应问题。试验结果表明,绢云母石英片岩和砂岩的动态抗压强度、比能量吸收以及破坏形态均表现出显著的应变率相关性,但弹性模量的应变率相关性较弱。综合绢云母石英片岩和砂岩动态力学性能的对比结果可知,砂岩比绢云母石英片岩对应变率的变化更敏感。从材料的微观结构特征和能量吸收的角度对岩石动态破坏过程进行分析,探寻岩石破坏的本质。研究成果可为其他类型的脆性材料动态力学性能的研究提供参考。 展开更多
关键词 岩石力学 绢云母石英片岩 砂岩 大直径分离式霍普金森压杆(shpb) 试验装置 应变率
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围压与温度共同作用下盐岩的SHPB实验及数值分析 被引量：17
17
作者 方秦 阮征 +3 位作者 翟超辰 姜锡权 陈力 方文敏 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1756-1765,共10页
在自主研制的可进行围压和温度共同加载的分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验装置TSCPT-SHPB基础上,对盐岩在5～25 MPa围压作用下的轴向动力性能以及盐岩在40℃～80℃,0.0～0.5 MPa围压下进行实验研究,分析围压和应变率对盐岩在围压作用下... 在自主研制的可进行围压和温度共同加载的分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验装置TSCPT-SHPB基础上,对盐岩在5～25 MPa围压作用下的轴向动力性能以及盐岩在40℃～80℃,0.0～0.5 MPa围压下进行实验研究,分析围压和应变率对盐岩在围压作用下轴向抗压强度动力增长系数(DIF)的影响,以及温度和围压对盐岩动态力学性能的影响。结果表明:在动态作用下,围压对盐岩延性的提高有显著影响;盐岩属率敏感性和温度敏感性材料,其峰值强度随应变率的提高而提高,在低围压下的提高幅度比高围压下显著,并得到实验范围内盐岩材料动力增长系数(DIF)与围压和应变率关系的表达式;在高应变率(400 s-1)条件下,盐岩的动态峰值强度随温度的升高而降低,并依据实验数据,拟合得到峰值强度在各实验温度下随围压变化的计算公式。为考虑应变软化效应,对ABAQUS有限元软件中的Drucker-Prager模型进行改进,并基于单向动态围压下的实验数据拟合的计算参数,对盐岩TSCP-SHPB实验进行数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 岩石力学 盐岩 分离式Hopkinson压杆(shpb) 围压 应变率 动力增大系数(DIF) 温度
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人工冻土围压SHPB试验与冲击压缩特性分析 被引量：12
18
作者 马芹永 张经双 +1 位作者 陈文峰 袁璞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期637-640,共4页
利用分离式Hopkinson压杆(SHPB),以铝质套筒作为围压装置,分别研究温度为-8、-12、-16℃在不同应变率下的人工冻结黏土围压状态变形特征和轴向动态应力-应变关系。研究结果表明:在围压状态下,冻土呈黏塑性破坏特征;当人工冻结黏土温度为... 利用分离式Hopkinson压杆(SHPB),以铝质套筒作为围压装置,分别研究温度为-8、-12、-16℃在不同应变率下的人工冻结黏土围压状态变形特征和轴向动态应力-应变关系。研究结果表明:在围压状态下,冻土呈黏塑性破坏特征;当人工冻结黏土温度为-16℃、平均应变率分别为410、457、525、650、827 s-1时,其最大应力分别为10.76、12.18、14.27、20.24、23.34 MPa,最大应变分别为0.081 7、0.097 2、0.105 0、0.131 0和0.166 0,表现出较强应变率效应;-12℃和-16℃时在应变率为457 s-1下的最大应力分别为8.28 MPa和12.18 MPa;当应变率相同时,温度越低,最大应力越大,冻结黏土表现出较强的温度相关性。人工冻土的动力学特性为冻土开挖方法的研究提供依据。 展开更多
关键词 人工冻土 冻结黏土 分离式Hopkinson压杆(shpb) 试验 围压状态 应变率效应 温度效应
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主动围压状态人工冻结砂土SHPB试验与分析 被引量：13
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作者 马冬冬 马芹永 +1 位作者 袁璞 姚兆明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2957-2961,2972,共6页
为研究主动围压状态人工冻结砂土的动态力学性能,利用直径50 mm变截面分离式霍普金森压杆试验装置,以取自山东济宁某矿-94.52 m处冻结砂土为研究对象,对长径比为0.5的冻结砂土试件进行主动围压状态下的冲击压缩试验,分析了主动围压和应... 为研究主动围压状态人工冻结砂土的动态力学性能,利用直径50 mm变截面分离式霍普金森压杆试验装置,以取自山东济宁某矿-94.52 m处冻结砂土为研究对象,对长径比为0.5的冻结砂土试件进行主动围压状态下的冲击压缩试验,分析了主动围压和应变率对冻结砂土动态力学性能的影响。研究结果表明,无围压状态下,冻结砂土动态应力-应变曲线可分为弹性阶段、塑性阶段、黏性阶段和破坏阶段,冻结砂土呈脆性破坏;主动围压状态下,应力-应变曲线塑性阶段明显增长,无黏性阶段,冻结砂土呈微裂破坏。相同条件下,主动围压状态下冻结砂土的动态抗压强度均高于无围压状态,且随着围压的增大,动态抗压强度逐渐增大;当应变率为220 s^(-1),温度为-15℃时,主动围压为0.5、1.0、1.5、2.0 MPa的动态抗压强度为无围压状态下的119%、140%、158%和181%。不同主动围压下的应力-应变曲线表现出汇聚现象,汇聚点趋向于无围压状态。冻结砂土的动态抗压强度随应变率的提高而增加。 展开更多
关键词 冻土力学 冻结砂土 分离式霍普金森压杆(shpb) 主动围压 应变率
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岩石SHPB试验中子弹形状对加载波形的数值模拟 被引量：12
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作者 方新宇 许金余 +2 位作者 刘石 陈腾飞 王鹏 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期1000-1005,共6页
利用有限元分析软件LS-DYNA对几种不同几何形状入射子弹在霍普金森压杆试验实验中产生的加载波形进行了数值模拟,在入射杆尺寸与撞击速度恒定的情况下,重点探讨入射子弹的几何形状对于加载波形的影响,为设计能打出近似理想半正弦波(或... 利用有限元分析软件LS-DYNA对几种不同几何形状入射子弹在霍普金森压杆试验实验中产生的加载波形进行了数值模拟,在入射杆尺寸与撞击速度恒定的情况下,重点探讨入射子弹的几何形状对于加载波形的影响,为设计能打出近似理想半正弦波(或钟形波)的子弹提供理论依据。模拟研究发现:等截面子弹长度与加载波持续时间成正相关;锥形子弹末端截面直径越小,加载波上升沿时与脉冲持续时间越长,同时波形也越趋向于钟形波,但应力峰值则降低;对于本文设计的变截面子弹,其等截面段越长,加载波形越趋向于半正弦波。 展开更多
关键词 岩石 分离式霍普金森压杆(shpb) 入射子弹 数值模拟 加载波形
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