PVDF应力测量技术及在混凝土冲击实验中的应用_巫绪涛.pdf

　第 27 卷 　第 5 期 爆 炸 与 冲 击 Vol . 27 , No . 5 　 　2007 年 9 月 EXPL O SION AND SHOC K WAV ES Sep t . , 2007 　 文章编号 : 100 11455 (2007) 0504 1105 PVD F 应力测量技术及在混凝土 冲击实验中的应用 1 ,2 2 2 巫绪涛 ,胡时胜 , 田　杰 ( 1. 合肥工业大学工程力学系 ,安徽 合肥 230009 ; 2 . 中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室 ,安徽 合肥 230026) ( ) 　　摘要 : 介绍了使用 PVD F polyvinylidene fluoride ,聚偏二氟乙烯 应力计的应力直接测量技术 。在 SH PB 装置上进行自制 PVD F 应力计动态压电系数的标定实验 ,分析了应力集中、横向泊松效应 、摩擦效应对 PVD F 应力计信号及动态压电系数的影响 。用 PVD F 应力计进行了混凝土的冲击压缩实验 。利用混凝土前后端面 PVD F 应力计信号分析了实验过程中混凝土试样的应力均匀性 。与应变计直测应变技术相结合得到了混凝 土的动态应力应变关系 。 　　关键词 : 爆炸力学 ;应力直接测量技术 ; SH PB 实验 ; PVD F 应力计 ;混凝土 　　中图分类号 : O347 . 4 　　　国标学科代码 : 130 ·35 　　　文献标志码 : A 1 　引　言 　　1969 年 H . Kawai[ 1 ] 发现 PVD F 薄膜经过拉伸和高电压极化后呈现强压 电性 。此后数十年间 , PVD F 压电薄膜引起国内外学者的极大关注 。为了获得性能稳定的 PVD F 压 电薄膜 , F . Bauer [2 ] 于 1986 年提出制造 PVD F 压电薄膜的循环极化法 ,大大促进了 PVD F 压电传感器的研制与工程应用 。 [3 ] 目前 , 国内外对 PVD F 应力计的应用主要在动态测试方面 。R . A . Grahamhe 和 F . Bauer 等 在气炮上 对 PVD F 应力计的最大使用压力进行了研究 ,发现 20 GPa 以下可以达到很好的测试精度 ,最大可以达 [4 ] 到 35 GPa ,但有轻微失真 。F . Bauer 等 还首次将 PVD F 应力计运用于 SH PB 实验中。R . E. Set ch ell [ 5 ] 利用平面碰撞构造出具有不同加载速率的加载波形对 PVD F 应力计进行了冲击测试 ,发现 PVD F 应力计测试信号与给定波形吻合很好 ,从而证明 PVD F 动态应变常数的标定不受加载速率的影响 ,能 够用于复杂应力率情况 。国内席道瑛等[ 6 ] 首次用 SH PB 装置对 PVD F 应力计的动态应变常数进行了 标定 ,并对应力波在砂岩中的衰减规律进行了研究 。刘剑飞和胡时胜[ 7 ] 在 37 mm SH PB 装置上用 PVD F 应力计研究了低阻抗材料冲击压缩力学性能 。李焰等[ 8 ] 系统地研究了国产 PVD F 压电薄膜及 自制的 PVD F 应力计的动态测量技术 。然而在动态实验中往往存在 自制 PVD F 应力计测量信号失真 及标定