基于Hopkinson压杆的M型试样动态拉伸实验方法研究

采用传统分离式Hopkinson压杆进行M型试样的动态拉伸实验,可避免试样与杆的连接问题,但该方法并未得到发展和验证。本文中,采用有限元数值分析和实验方法,对M型试样动态拉伸实验进行分析和改进。结果表明:(1)改进的封闭M型试样,可以增强试样整体刚度,有效减少试样畸变引起的附加弯矩对拉伸标段的影响,方便通过Hopkinson压杆加载实现一维拉伸变形;(2)采用试样刚度系数修正法,可消除M型试样整体结构的弹性变形对测试的影响,精确获得试样拉伸标段的塑性应变;(3)高加载率下,建议采用波形整器加载,可显著减少试样结构引起的载荷震荡现象、改善两端的应力平衡,获得准确的动态拉伸应力应变曲线,实现5900 s−1甚至更高应变率下的动态拉伸实验。研究方法可为M型试样拉伸实验设计和应用提供参考。

三维打印GP1不锈钢动态剪切力学性能研究

采用三维打印设备制备GP1不锈钢扁平帽型剪切试样,利用分离式霍普金森压杆技术加载,结合数字图像相关法开展三维打印GP1不锈钢动态剪切力学性能研究。研究结果表明,动态剪切试验可以获得有效的材料高应变率动态剪切应力剪切应变曲线,三维打印GP1不锈钢剪切加载状态下,应力应变曲线具有一定的应变率效应,动态屈服强度与对数应变率成线性关系,应变率敏感因数为186。

激光选区熔化17-4PH不锈钢的动态性能研究

激光选区熔化制造的不锈钢结构及材料的动态性能测试研究是工程结构设计与应用分析的基础。采用液压伺服材料试验机和霍普金森压杆对激光选区熔化17-4PH不锈钢的准静态和动态压缩性能进行研究,分析17-4PH不锈钢本构特性的动态应变率效应。研究结果显示,激光选区熔化17-4PH不锈钢具有应变率强化效应,随应变率增大,流动应力增大,应变率敏感因数为62.598。微观结构分析表明,17-4PH不锈钢发生绝热剪切带破坏。

三维打印GP1不锈钢动态拉伸力学性能研究

采用三维打印方式制备GP1不锈钢M型拉伸试样,利用霍普金森压杆技术加载,结合数字图像相关法开展不同应变率拉伸下的动态力学性能试验,研究三维打印GP1不锈钢的动态拉伸力学性能。研究结果表明,M型拉伸试样可以获得有效的材料高应变率动态拉伸应力应变曲线,对于三维打印GP1不锈钢而言,应变率高达5 900 s^(-1),显著高于传统哑铃型拉伸试样。三维打印GP1不锈钢还具有显著的应变率强化效应,动态屈服强度与应变率呈指数关系。