• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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杜冰, 岳一凡, 刘震, 丁翼, 王维斌, 刘琛琳, 郭亚洲, 李玉龙. 基于电磁Hopkinson杆系统的恒应力比动态拉伸/压缩-扭转复合试验装置及方法[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0243
引用本文: 杜冰, 岳一凡, 刘震, 丁翼, 王维斌, 刘琛琳, 郭亚洲, 李玉龙. 基于电磁Hopkinson杆系统的恒应力比动态拉伸/压缩-扭转复合试验装置及方法[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0243
DU Bing, YUE Yifan, LIU Zhen, DING Yi, WANG Weibin, LIU Chenlin, GUO Yazhou, LI Yulong. Constant Stress-Ratio Dynamic Tension/Compression-Torsion Testing Device and Method based on Electromagnetic Hopkinson Bar System[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0243
Citation: DU Bing, YUE Yifan, LIU Zhen, DING Yi, WANG Weibin, LIU Chenlin, GUO Yazhou, LI Yulong. Constant Stress-Ratio Dynamic Tension/Compression-Torsion Testing Device and Method based on Electromagnetic Hopkinson Bar System[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0243

基于电磁Hopkinson杆系统的恒应力比动态拉伸/压缩-扭转复合试验装置及方法

doi: 10.11883/bzycj-2025-0243
基金项目: 国家重大科技专项(J2019-VIII-008-0169);国家自然科学基金(U2241274);国家自然科学基金(12261131505);111引智计划(BP0719007);

Constant Stress-Ratio Dynamic Tension/Compression-Torsion Testing Device and Method based on Electromagnetic Hopkinson Bar System

  • 摘要: 在材料动态力学性能研究领域,获取材料在复杂应力状态下的可靠数据至关重要。为解决材料动态复合加载过程中实现稳定应力比的难题,本文基于电磁霍普金森杆(Electromagnetic Hopkinson Bar, ESHB)平台开发了一种新型装置,实现了单边同步动态拉/压-扭复合加载。本文详细阐述了装置的构型与加载原理,该装置可以独立产生梯形拉伸/压缩应力波和扭转应力波。通过精度达0.1 μs的数字延时发生器确保了加载的同步性,可将不同类型波到达试样的时间差控制在5 μs内,克服了波速不同带来的挑战。此外,还对同步控制方法以波波传播历程进行了分析。为验证该装置,对CoCrFeMnNi高熵合金试样进行了动态拉-扭实验。实验结果证明了该装置的高可靠性和有效性,加载过程中可以实现试样达到约1.7的稳定应力比。更重要的是,实验明确证明梯形波加载能显著提升组合动态加载中的应力比稳定性,效果远超正弦波加载。该进展提供了一种稳健可控的实验方法,使研究材料在复杂应力状态(高应变率、多轴加载)下的动态力学响应成为可能,对航空航天、冲击工程和材料科学领域极具价值。恒定应力比加载的成功实现,为精准表征动态多轴条件下材料的屈服准则与失效机制开辟了新途径。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-08-08
  • 网络出版日期:  2025-11-13

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