霍普金森杆如何工作?

霍普金森杆是一种用于材料测试一直采用的方法。可以进行材料动态性能的测试。现代霍普金森杆采用了很多新的测试和测量技术,用于很多工业领域。

杨氏模量是材料常数,其用于描述在力加载过程中,元件的变形。

英国电子工程师在 1914 年首次采用此方式。现在采用的方式是由 Herbert Kolsky 在 1949 的改进方式。有时也称之为分裂式霍普金森 Kolsky 杆。

材料样品位于分裂式霍普金森杆的两个杆之间。一个所谓的锤 - 例如, 一个由空气压缩的加速锤,来产生压力波。

压力波通过第一个杆,部分波在杆端被反射,另一部分波通过测试样品到达传输杆。

安装于附带杆和传输杆上得 应变片 用于测量压力波产生的应变。这样可以让附带杆,传输杆和反射的压力波的振幅能够被测量。

对测试和测量技术的要求

分裂式霍普金森杆需要哪些测试技术?

霍普金森杆需要见应变片安装在传输杆和事件杆上,还需要一个强大的数据采集系统。以下是最新的研究结果: “一般来说,数据采集系统的最小响应频率是100 kHz. (Cheng / Song, Split Hopkinson Bar, S. 9)”.

来自 HBM 的 Genesis HighSpeed series 数据采集系统可以在霍普金森杆上完美使用。并且, HBM 提供安装在霍普金森杆上的 应变片

其和静态材料测试机有什么区别?

霍普金森杆和静态测试机的区别是什么?

杨氏模量通常通过准静态的测试机上通过 应力-应变曲线来获得。但是,材料在动态负载状态下通常性能有显著不同 ,例如可能具有更高的硬度。因此在结构设计中,工程师必须了解材料的动态特性。

一般来说,简单的材料测试机不能采集如此高的应变速率。

An Introduction to Split-Hopkinson Bar Testing and Dynamic Strain Measurements

 

Video: Taking a split-Hopkinson bar measurement

哪里能够获得更详细信息?

霍普金森杆的详细解释和使用请参考由 Weinong Chen, Bo Song 编著的《分裂式霍普金森杆 - 设计,测试和应用》 Split Hopkinson (Kolsky) Bar- Design, Testing and Applications.

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在世界各地的各个国家计量院都使用霍普金森杆。例如德国柏林的的 Bundesanstalt für Materialprüfung。他们均提供材料动态测试服务。


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