冲击作用下的摩擦力效应实验研究*
2013-02-25蒋国平曾春航郝逸飞吴如军刘纪超
物理学报 2013年11期
蒋国平 郝 洪 曾春航 郝逸飞 吴如军 刘纪超
1)(广州大学,工程抗震中心,广州 510405)
2)(广州市胜特建筑科技开发有限公司,广州 510405)
(2012年12月20日收到;2013年1月30日收到修改稿)
1 引言
在防护工程材料测试中,通常需要测试中应变率与高应变率下混凝土的动态力学性能[1-3],目前中应变率下采用的测试手段主要是分离式的Hopkinson压杆(SHPB)实验,SHPB实验中存在的摩擦力效应越来越被研究者所关注,1963年Davies和Hunter根据 Siebel,Thompson和 Symmons的研究成果,总结出了忽略摩擦效应时的试件的长径比.Meng和Li[4]使用有限元软件对试件的摩擦效应进行模拟分析,认为在不使用润滑剂的情况下,试件的端面动摩擦因数在0.244到0.414之间.同时,他们还认为在试件的惯性效应可以忽略的情况下,试件的端面摩擦不同,其相应的应力均匀情况也有明显的不同.虽然取得了很多的成果,然而混凝土中摩擦力效应对不同尺寸的实验的系统研究还未开展,特别是摩擦力效应对SHPB实验的定量影响还没有相关研究,为此,本文设计了三种不同尺寸的混凝土试块,研究摩擦力效应产生的机理,并对其动态强度放大因子进行研究,对其进行了修正,研究结果表明:如果不考虑动态效应中的非材料因素将可能在防护工程设计中过高的估计混凝土材料的性能,为工程带来隐患.
2 试件制备
本文中通过对三种不同尺寸的混凝土试件进行SHPB实验以研究摩擦效应,试件的直径都是32 mm,长度分别是10 mm,20 mm,30 mm.试件采用了水:水泥:沙为1:2:2.25的素混凝土.混凝土一……
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