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压缩变形： 动态拉伸？ 4.2 SHPB测试技术 真应变定义：瞬时伸长除以瞬时长度 基于二个基本假定: 一维假定（平面假定） —— 一维弹性波理论 均匀假定——试件可按准静态处理 SHPB 发射装置 应变片 动态应变仪 数据采集 数据处理 4.2 SHPB测试技术 各部分的功能？ 子弹发射装置 主气室 副气室 讨论： 1 发射原理 2 操作过程 2 安全问题 4.2 SHPB测试技术 电阻应变片 电阻应变片的结构和工作原理: 基本结构 　　如图所示为其结构示意图 敏感栅：将金属电阻丝绕制成 栅状用粘合剂将敏感栅粘贴在 基片上，上面覆盖一保护薄膜 称为覆盖层，再焊两根引线。 4.2 SHPB测试技术 工作原理 　　当金属丝受到外力时，产生相应的机械变形，其ρ、Ｌ、Ｓ值均改变，从而使Ｒ值改变。 4.2 SHPB测试技术 受两个因素的影响，即受力后几何尺寸的变化及材料电阻率的变化，对于确定的材料（ ）是一个常数，数值约为1-2之间，实验证明 也是一个常数，而且 称为金属丝的灵敏系数 4.2 SHPB测试技术 箔式电阻应变片，k=2.069，R=120Ω通常金属应变片的应变范围为10-6-10-3，ΔR的范围为10-4-10-1Ω，不易测量，因此在50年代中期出现了半导体应变片。 4.2 SHPB测试技术 半导体应变片特点有： （1）灵敏度高，K约为金属的50－80倍 （2）体积小，易于微小型化、易于集成化 （3）精度高，工作可靠，寿命长。 （4）对温度敏感，非线性误差大 半导体应变片利用压阻效应工作 压阻效应：对一半导体沿某一晶向施加应力时，其电阻率会产生一定的变化，这种现象称为～。 半导体应变片 4.2 SHPB测试技术 为应力, 通常 约为50-80倍灵敏系数 远大于金属应变片 当半导体应变片承受应力时，相对电阻率为： 4.2 SHPB测试技术 为压阻系数 则有 由前面推导可知 带入上式得 由前可知，应变片的电阻变化值很微弱，用万用表无法测量，同时为了便于显示或控制需将Ｒ转换成u、I，所以通常采用电桥作为测量电路。 由于应变片的应用非常广泛，其测量电路已有很多种标准形式，称为应变仪。 根据供电电源的不同，电桥又可分为直流电桥和交流电桥两种。 根据电桥的读数方法不同，又分为两类： 平衡电桥：精度高，通常用于测量静态参数 非平衡电桥：精度较低，使用方便，可测静、动态参数 超动态应变仪 4.2 SHPB测试技术 线 性 放 大 电 路 4.2 SHPB测试技术 超动态应变仪 U 标定杆中应变与输出电压之间的线性关系 4.2 SHPB测试技术 4.2 SHPB测试技术 输出电压与应变成正比 正比关系 4.2 SHPB测试技术 优点： 应变与输出电压的线性关系； 非平衡电桥放大电路的优势； 包含了温度，放大系数不准 确的因素造成的误差； 缺点： 1 衰减引起的误差给数据处理 制造麻烦。 4.2 SHPB测试技术 串联 补偿 4.2 SHPB测试技术 数据采集卡与数据采集软件 参数： ：采集频率 1M,1.25M-10M; ：U的量程2V; ：8通道，连续采集，单次采集; 4 ：触发电平％（干扰信号）； 5 ：延时-128us，采集长度800us。 Hopkinson杆纵向波速Co： 5000m/s； 子弹、输入杆、输出杆弹性模量： 197078MPa； 子弹、输入杆、输出杆直径： 14.5mm; 电阻应变片原始阻值 Rg1：120Ω; Rg2：120Ω; 电阻应变片应变敏感系数： K1：2.069; K2：2.069; 超动态应变仪标定电阻 Rc1：30000Ω； Rc2：30000Ω。 4.2 SHPB测试技术 采集到的数据 1和2通道的标定信号 1和2通道的采集信号 数据的处理 1应力-时间 2应变-时间 3应变率-时间 4工程应力应变 5真实应力应变 School of Materials 北京理工大学材料学院 材料动态力学概论 4.动态力学实验原理与技术 4.1 Hopkinson杆测试技术 1914年，Hopkinson为测定和研究炸药爆炸或子弹射击杆端时的压力-时间关系时，所采用的测试系统称为HPB（Hopkinson Pressure Bar） 。 在二次世界大战后，英国剑桥大学的Kolsky改进和发展了Hopkinson压杆技术，建立了SHPB（Separate Hopkinson Pressure Bar）实验方法。