一种基于平均应力的方法，用于处理SHPB试验中的数据

《International Journal of Mining Science and Technology》：A mean stress-based method for processing data in SHPB tests

　　

甘 王 | 金 永平 | 彭 分飞 | 刘 德顺 | 万 布彦

摘要

分裂霍普金森压力棒（SHPB）技术被广泛用于测试材料的动态力学性能。然而，传统的三波和两波数据处理方法由于未能完全满足均匀应力假设，在应力-应变曲线中引入了重建误差，从而影响了测量精度，尤其是对于岩石和混凝土等材料而言。本文提出了一种基于平均应力的SHPB数据处理方法（MS方法），该方法可以避免这些重建误差。首先，通过利用一维弹性波理论分析传统模型中的应力-应变公式，开发了一种新的应力-应变重建模型（MS模型）。接着，评估了这三种模型的理论自洽性和重建误差，揭示了传统模型中重建误差的产生原因以及MS模型的优势。最后，通过将MS模型与一种算法结合，提出了一种数据处理方法来估算试样的平均应力。将MS方法应用于混凝土试样的SHPB数据处理中，不仅揭示了传统方法中存在的重建误差，还证明了用MS方法替代传统方法在提高SHPB技术精度和适用性方面的显著价值。