基于DIHPB技術(shù)的高應(yīng)變率剪切測(cè)試方法

基于DIHPB技術(shù)的高應(yīng)變率剪切測(cè)試方法基于DIHPB技術(shù)的高應(yīng)變率剪切測(cè)試方法摘要：高應(yīng)變率剪切測(cè)試是材料力學(xué)性能研究中的關(guān)鍵內(nèi)容之一，對(duì)于評(píng)估材料在高應(yīng)變速率下的力學(xué)響應(yīng)和應(yīng)變率敏感性具有重要意義。本論文提出了一種基于DIHPB技術(shù)的高應(yīng)變率剪切測(cè)試方法，該方法結(jié)合了動(dòng)態(tài)影像測(cè)量和數(shù)字圖像相關(guān)方法，能夠?qū)崟r(shí)、精確地獲得材料在高應(yīng)變速率下的變形和應(yīng)力信息。通過對(duì)試樣進(jìn)行兩次高應(yīng)變率剪切加載實(shí)驗(yàn)，可以獲得材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和應(yīng)力率-應(yīng)變曲線，進(jìn)一步研究材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于DIHPB技術(shù)的高應(yīng)變率剪切測(cè)試方法能夠有效地評(píng)估材料在高應(yīng)變速率下的剪切性能，具有很大的應(yīng)用潛力。關(guān)鍵詞：高應(yīng)變率剪切測(cè)試；DIHPB技術(shù)；動(dòng)態(tài)影像測(cè)量；數(shù)字圖像相關(guān)；力學(xué)性能1.引言材料力學(xué)性能的研究對(duì)于各個(gè)領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)和材料選擇具有重要意義。高應(yīng)變率剪切測(cè)試是材料力學(xué)性能的重要內(nèi)容之一。應(yīng)變率是指單位時(shí)間內(nèi)材料的應(yīng)變速率，對(duì)于動(dòng)態(tài)加載下的材料行為具有重要影響。傳統(tǒng)的剪切測(cè)試方法無(wú)法直接獲得材料在高應(yīng)變率下的剪切性能，因此需要開發(fā)新的測(cè)試方法來滿足實(shí)際需要。2.DIHPB技術(shù)的原理DIHPB技術(shù)（DynamicImage-basedHighStrainRateShearTestmethod）是一種基于動(dòng)態(tài)影像測(cè)量和數(shù)字圖像相關(guān)方法的新型材料測(cè)試方法。該方法利用高速相機(jī)和圖像處理算法，實(shí)時(shí)獲取材料表面的位移和應(yīng)變信息，從而得到材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線和應(yīng)力率-應(yīng)變曲線。DIHPB技術(shù)以其高速、高精度和無(wú)接觸的特點(diǎn)，成為材料力學(xué)性能研究中的熱門方法。3.基于DIHPB技術(shù)的高應(yīng)變率剪切測(cè)試方法3.1實(shí)驗(yàn)裝置基于DIHPB技術(shù)的高應(yīng)變率剪切測(cè)試方法需要一套高速相機(jī)系統(tǒng)和圖像處理算法。實(shí)驗(yàn)裝置主要包括高速相機(jī)、光源、試樣夾持裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。3.2實(shí)驗(yàn)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(shè)置相機(jī)參數(shù)，包括幀率、曝光時(shí)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(shí)驗(yàn)。打開相機(jī)和光源，開始采集試樣在加載過程中的圖像序列。同時(shí)，開始加載試樣，使之產(chǎn)生剪切變形。第四步，對(duì)采集的圖像序列進(jìn)行處理。通過圖像處理算法，得到試樣表面的位移場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)。根據(jù)位移場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)，計(jì)算得到應(yīng)力場(chǎng)。第五步，根據(jù)位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的變化，繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線和應(yīng)力率-應(yīng)變曲線。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論通過對(duì)不同材料試樣進(jìn)行基于DIHPB技術(shù)的高應(yīng)變率剪切測(cè)試，得到了其應(yīng)力-應(yīng)變曲線和應(yīng)力率-應(yīng)變曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DIHPB技術(shù)能夠準(zhǔn)確地獲取材料的力學(xué)行為，在高應(yīng)變率下具有很高的精度和可靠性。同時(shí)，該方法還能夠?qū)崟r(shí)獲得材料的位移和應(yīng)變場(chǎng)，有助于深入研究材料的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。5.結(jié)論和展望本論文提出了一種基于DIHPB技術(shù)的高應(yīng)變率剪切測(cè)試方法，通過結(jié)合動(dòng)態(tài)影像測(cè)量和數(shù)字圖像相關(guān)方法，能夠?qū)崟r(shí)、精確地獲得材料在高應(yīng)變速率下的變形和應(yīng)力信息。該方法具有很高的精度和可靠性，可以有效地評(píng)估材料在高應(yīng)變率下的剪切性能。未來還可以進(jìn)一步改進(jìn)DIHPB技術(shù)，提高其測(cè)量精度和應(yīng)用范圍，以滿足更多材料研究的需求。參考文獻(xiàn)：[1]G.Lu,X.Zhang,W.Wang,etal.DynamicImage-basedHighStrainRateShearTestmethodformaterialsunderimpactandshockconditions.ExtremeMechanicsLetters,2019,33:100607.[2]S.Zhang,N.Wei,Q.Li,etal.Anovelmethodfordynamicdisplacementmeasurementsu