基于超高速成像和惯性效应的冲击测试技术.PDF

ISSN 1674-8484 汽车安全与节能学报 , 2015 年, 第 6 卷 第 4 期 10/ 14 CN 11-5904/U J Automotive Safety and Energy, 2015, Vol. 6 No. 4 371— 378 基于超高速成像和惯性效应的冲击测试技术 1,2 1 2 朱海斌 ，PIERRON Fabrice  ，潘  兵 （1. 南安普顿大学 工程与环境系，南安普顿 SO171BJ，英国； 2. 北京航空航天大学 固体力学所，北京 100083，中国 ） 摘  要： 为了利用全场测试技术测量非均匀变形场的优势，提出了一种可充分利用材料在高速冲击载 荷下的惯性效应的冲击测试方案。利用超高速全场测试技术获取试样受冲击载荷作用下的动态应变 和加速度场，结合虚场法对动态全场数据进行处理识别出材料的本构参数。从有限元仿真计算以及 惯性冲击测试两方面验证了这一方法的可行性。结果显示：惯性效应在冲击测试领域的应用大大简化 了测试设备，比如，由于不需要测试外力，所以无需Hopkinson 杆测试中的入射杆和透射杆装置；同 时也拓展了冲击试验的设计空间, 如可测试复杂形状或者软质的试样等。 关键词： 冲击测试 ; 全场变形测试；高应变率；虚场法；网格法；复合材料 中图分类号： TB 12;U 46 文献标识码： A DOI: 10.3969/j.issn.1674-8484.2015.04.010 Impact test methodology based on ultra-high speed imaging and inertial effects ZHU Haibin 1,2, PIERRON Fabrice 1, PAN Bing 2 (1. Faculty of Engineering and the Environment, University of Southampton, Southampton, SO171BJ UK; 2. Research Centre of Solid Mechanics (RCSM), Beihang University, Beij ing100083, China) Abstract: A novel methodology was proposed using inertial effects at high strain rates to take advantages of full-field measurements, especially the ability to measure the heterogeneous deformation. The acceleration fields and the dynamic strain fields were acquired on the specimen surface under impact load by ultra-high speed full-field measurements. Then, full-field data were processed by the virtual fields method to identify material constitutive parameters. Both the numerical simulation and experimental tests