脉冲整形技术

在做霍普金森实验时，由于弥散效应，采集到的应力波上会有振荡，这种影响与弹性杆的杆径相关，杆径越细，弥散效应越不明显．由于某些材料的材料性质，比如岩土类材料，为了保证试样的均匀性，试样尺寸必须保证一定大的尺寸，所以也必须选择大尺寸的霍普金森实验装置，弥散效应的影响不可忽略．此外，尽管减小杆径可以减小弥散效应，但出现

的振荡都会影响数据的处理．由于这种弥散效应引起的振荡明显依赖于子弹撞击弹性杆时所产生应力脉冲的上升时间，而较长的上升时间可以减小应力脉冲传播时的弥散效应和惯性效应．例如，通过将弹性杆的受撞击端加工成圆头产生一个非平面撞击，可以增加应力脉冲上升时间，但这种方法在应力脉冲传播一段较短距离后，修正效果就变得不明显． Frantz 等通过将一片薄的圆片状材料贴在霍普金森杆入射杆的受撞击端，得到了更为有效的结果．在实验时该薄片在被子弹撞击后先屈服，从而软化了撞击，这种软化增加了应力脉冲的上升时间，减小了振荡．事实上，这个薄片将撞击后产生的高频脉冲过滤掉了．Ellwood等提出的三杆技术最初是为了保证恒应变率加载，但通过实验结果还可以发现有很好的减小应力波波形振荡的功能．这种方法在基础的霍普金森杆装置前增加一个预加载杆，在预加载杆和入射杆之间放置一个模拟试样，模拟试样一般实验试样相同．在实验过程中，相当于将通过模拟试样的透射波当作实验试样的入射波加载．这种方法可以有效地减小弥散效应产生的振荡，也能实现恒应变率加载，但是其入射波其实是已经通过模拟试样的透射波，因此实验试样所能达到的应变率会大打折扣，无法达到高应变率加载，另外每次实验还都要消耗模拟试样．

试样尺寸设计

考虑实验所要求的最大应变率和为了能体现材料整体特性的尺寸要求，美国金属学会( American Societyfor MetalASM)推荐的长径比为 0. 5 ～1. 0。

高温实验

一般来说，温度是影响材料本构关系的一个重要参量，尤其像金属类材料，基本都存在温度应，所以不同温度下的实验都很有必要．目前，高温霍普金森压杆实验主要有两种一种是将试样和一部分的弹性杆同时在一个加热箱中加热至所要求的温度，然后进行实验另一种方法是单独将试样加热，然后再进行实验．

除了上述方法外，还有一些实验设计从加热方式出发，比如Rosenberg等提出利用金属材料的涡流效应和磁滞现象来加热，这种方法能对试样集中加热，从而提高加热效率，但是缺点是只对金属材料有效; Macdougall设计了一种辐射加热装置对试样进行加热，这种方法的优点在于加热方式是非接触的，并且加热效率高，速度快，但是加热设备比较复杂，成本也比较高．

光电测试技术

将光电测试引入霍普金森实验能够大大地提升实验的测试精度．例如，Griffiths等用白光光源测量了试样中圆柱试样的端面位移; Ramesh等则以激光为光源测量了试样的直径变化傅华等通过激光微位移测量技术，测量出入射杆和透射杆的端面速度，再根据一维应力波理论计算出试样的应力应变曲线，并且进了实验和数值模拟，验证了这种方法的可行性。