霍普金森杆设备用途
添加时间：2020-06-10 00:18:16
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霍普金森杆设备用途
西安中域华科实验室设计的霍普金森杆，具有电脉冲加热功能，最高温度为1200°C，加热速率控制在1000°C / s以上。仪器包括一个5 MHz数据采集系统，该系统具有8个差分通道（每个通道24位），两个近红外点高温计，一个中波红外热像仪，最大捕获速率为870 Hz，分辨率为160 x 128像素，还有三个维数字图像相关系统，最大变形（应变）测量速率为180 kHz（128 x 128像素分辨率），最大（刚体）位移测量速率为360 kHz（16 x 64像素分辨率）。使用显式有限元技术为实验建模.
设备用途和意义：
大多数材料的机械性能随施加的应变速率和温度而变化。需要进行动态实验来表征这种行为，以便可以开发准确的模型来解释和设计复杂的工程系统和过程，从而改善整个产品性能并降低其成本。
霍普金森杆设备的开发具有独特的电脉冲加热功能，可以探索金属在快速加热和加载下的行为。快速加热到超过金属热稳定性的温度将导致非平衡塑性行为，因为在塑性过程中位错流过的微观结构将开始随时间变化。热稳定性可以定义为可预见的微观结构变化（例如晶粒或沉淀物生长，退火或整体相变）的最低温度。该温度阈值通常约为熔化温度的一半，但对于许多工程合金而言，稳定性阈值要低得多。许多重要的工业过程，例如机械加工或搅拌摩擦焊，通过工件材料中的绝热和摩擦加热，只需几分之一秒即可轻松达到这些温度。在对延性金属装甲的弹道冲击中也是如此。为了模拟这些过程中的材料行为，必须指定材料的热软化行为。但是，文献中很少有可用于在本构模型中指定热软化的相关数据无法匹配大多数动态过程中的加热条件，因此，对于温度超过材料稳定性阈值的情况，其值值得榷。必须规定材料的热软化行为。但是，文献中很少有可用于在本构模型中指定热软化的相关数据无法匹配大多数动态过程中的加热条件，因此，对于温度超过材料稳定性阈值的情况，其值值得商榷。必须规定材料的热软化行为。但是，文献中很少有可用于在本构模型中指定热软化的相关数据无法匹配大多数动态过程中的加热条件，因此，对于温度超过材料稳定性阈值的情况，其值值得商榷。
霍普金森杆的设计旨在通过对测试材料进行快速温度偏移，然后立即进行高应变速率机械测试，来探究动态金属可塑性。超过1000°C / s的加热速率是通过以受控方式对样品进行直接电流加热而产生的（下图显示了电加热的动画效果，随后样品在NIST Kolsky试棒中受到冲击）。利用这种技术，可以改变样品的热历史，以告知时间，温度，微结构和塑性行为之间的关系，而这些关系是开发用于加工，摩擦搅拌焊接和弹道冲击的更精确材料模型所必需的。
