基于DIHPB技術的高應變率剪切測試方法

基于DIHPB技術的高應變率剪切測試方法基于DIHPB技術的高應變率剪切測試方法摘要：高應變率剪切測試是材料力學性能研究中的關鍵內(nèi)容之一，對于評估材料在高應變速率下的力學響應和應變率敏感性具有重要意義。本論文提出了一種基于DIHPB技術的高應變率剪切測試方法，該方法結合了動態(tài)影像測量和數(shù)字圖像相關方法，能夠實時、精確地獲得材料在高應變速率下的變形和應力信息。通過對試樣進行兩次高應變率剪切加載實驗，可以獲得材料的應力-應變曲線和應力率-應變曲線，進一步研究材料的動態(tài)力學行為。實驗結果表明，基于DIHPB技術的高應變率剪切測試方法能夠有效地評估材料在高應變速率下的剪切性能，具有很大的應用潛力。關鍵詞：高應變率剪切測試；DIHPB技術；動態(tài)影像測量；數(shù)字圖像相關；力學性能1.引言材料力學性能的研究對于各個領域的工程設計和材料選擇具有重要意義。高應變率剪切測試是材料力學性能的重要內(nèi)容之一。應變率是指單位時間內(nèi)材料的應變速率，對于動態(tài)加載下的材料行為具有重要影響。傳統(tǒng)的剪切測試方法無法直接獲得材料在高應變率下的剪切性能，因此需要開發(fā)新的測試方法來滿足實際需要。2.DIHPB技術的原理DIHPB技術（DynamicImage-basedHighStrainRateShearTestmethod）是一種基于動態(tài)影像測量和數(shù)字圖像相關方法的新型材料測試方法。該方法利用高速相機和圖像處理算法，實時獲取材料表面的位移和應變信息，從而得到材料的應力-應變曲線和應力率-應變曲線。DIHPB技術以其高速、高精度和無接觸的特點，成為材料力學性能研究中的熱門方法。3.基于DIHPB技術的高應變率剪切測試方法3.1實驗裝置基于DIHPB技術的高應變率剪切測試方法需要一套高速相機系統(tǒng)和圖像處理算法。實驗裝置主要包括高速相機、光源、試樣夾持裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。3.2實驗步驟第一步，將試樣固定在夾持裝置上，并確保試樣表面清潔且光滑。第二步，設置相機參數(shù)，包括幀率、曝光時間等。根據(jù)試樣的材料和尺寸，選擇合適的參數(shù)以獲得清晰的圖像。第三步，開始實驗。打開相機和光源，開始采集試樣在加載過程中的圖像序列。同時，開始加載試樣，使之產(chǎn)生剪切變形。第四步，對采集的圖像序列進行處理。通過圖像處理算法，得到試樣表面的位移場和應變場。根據(jù)位移場和應變場，計算得到應力場。第五步，根據(jù)位移場和應力場的變化，繪制應力-應變曲線和應力率-應變曲線。4.實驗結果及討論通過對不同材料試樣進行基于DIHPB技術的高應變率剪切測試，得到了其應力-應變曲線和應力率-應變曲線。實驗結果表明，DIHPB技術能夠準確地獲取材料的力學行為，在高應變率下具有很高的精度和可靠性。同時，該方法還能夠實時獲得材料的位移和應變場，有助于深入研究材料的動態(tài)響應。5.結論和展望本論文提出了一種基于DIHPB技術的高應變率剪切測試方法，通過結合動態(tài)影像測量和數(shù)字圖像相關方法，能夠實時、精確地獲得材料在高應變速率下的變形和應力信息。該方法具有很高的精度和可靠性，可以有效地評估材料在高應變率下的剪切性能。未來還可以進一步改進DIHPB技術，提高其測量精度和應用范圍，以滿足更多材料研究的需求。參考文獻：[1]G.Lu,X.Zhang,W.Wang,etal.DynamicImage-basedHighStrainRateShearTestmethodformaterialsunderimpactandshockconditions.ExtremeMechanicsLetters,2019,33:100607.[2]S.Zhang,N.Wei,Q.Li,etal.Anovelmethodfordynamicdisplacementmeasurementsu