霍普金森杆如何工作?

霍普金森杆是一種用於材料測試一直採用的方法。可以進行材料動態性能的測試。現代霍普金森杆採用了很多新的測試和測量技術,用於很多工業領域.

楊氏模量是材料常數,其用於描述在力載入過程中,元件的變形。

英國電子工程師在 1914 年首次採用此方式。現在採用的方式是由 Herbert Kolsky 在 1949 的改進方式。有時也稱之為分裂式霍普金森 Kolsky 杆。

材料樣品位於分裂式霍普金森杆的兩個杆之間。一個所謂的錘 - 例如, 一個由空氣壓縮的加速錘,來產生壓力波。

壓力波通過第一個杆,部分波在杆端被反射,另一部分波通過測試樣品到達傳輸杆。

安裝於附帶杆和傳輸杆上得 應變片 用於測量壓力波產生的應變。這樣可以讓附帶杆,傳輸杆和反射的壓力波的振幅能夠被測量.

對測試和測量技術的要求

分裂式霍普金森杆需要哪些測試技術?

霍普金森杆需要見應變片安裝在傳輸杆和事件杆上,還需要一個強大的資料獲取系統。以下是最新的研究結果: “一般來說,資料獲取系統的最小回應頻率是100 kHz. (Cheng / Song, Split Hopkinson Bar, S. 9)”.

來自 HBM 的 Genesis HighSpeed series 資料獲取系統可以在霍普金森杆上完美使用。並且, HBM 提供安裝在霍普金森杆上的 應變片.

其和靜態材料測試機有什麼區別?

霍普金森杆和靜態測試機的區別是什麼?

楊氏模量通常通過准靜態的測試機上通過 應力-應變曲線來獲得。但是,材料在動態負載狀態下通常性能有顯著不同 ,例如可能具有更高的硬度。因此在結構設計中,工程師必須瞭解材料的動態特性。

一般來說,簡單的材料測試機不能採集如此高的應變速率.

Video: Taking a split-Hopkinson bar measurement

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

 

哪裡能夠獲得更詳細資訊?

霍普金森杆的詳細解釋和使用請參考由 Weinong Chen, Bo Song 編著的《分裂式霍普金森杆 - 設計,測試和應用》 Split Hopkinson (Kolsky) Bar- Design, Testing and Applications.

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在世界各地的各個國家計量院都使用霍普金森杆。例如德國柏林的的 Bundesanstalt für Materialprüfung。他們均提供材料動態測試服務.


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