材料受载变形乃至破坏通常是处于任意应力状态下,即同时受到纵向和横向的载荷作用,伴随着拉、压和剪切应力的复合加载。材料在这种复合加载下的本构响应常常不同于理想加载下的情况,典型的如固体炸药在压剪同时作用产生的摩擦效应下会发生起爆性能的敏化,常常导致了弹药发生非战斗意外爆炸,造成严峻的安全性问题。因此研究这种情况下的材料本构,对正确和全面认识材料性质具有更重要的现实意义和学术价值,而目前还没有一种方便有效的实验技术能进行相关的实验研究。本项目希望通过改进分离式Hopkinson杆(SHB)来实现高应变率平面压剪复合加载,为研究材料在高应变率复杂应力下的本构关系提供新的实验技术。本项目旨在建立一种全新的实验和分析手段,有效用于材料在动态压剪复合加载下响应行为研究。主要成果有建立了实现平面压剪复合加载的SHB实验技术(SHPSB);对实验技术的基本原理进行了系统的理论分析;建立了实验中相关应力、应变状态测试的方法,尤其是剪切应力应变的测试技术;建立了实验数据处理软件和实验不确定度分析;探索了SHPSB用于测试和分析试样材料力学性质的应用。为研究材料在动态复杂应力作用下的本构行为奠定实验基础。
英文主题词compression-shear loading; high strain rates; shear stress gauge; constitutive relationship