肌肉类粘弹性超软材料SHPB实验的应力应变均匀性分析

试样的轴向应力和应变均匀问题是霍普金森杆实验行之有效的必要条件,而这对肌肉类粘弹性超软材料尤为重要。本文用量纲分析法,分析出了影响粘弹性材料SHPB实验应力和应变均匀性的无量纲量,结合LS-DYNA数值模拟方法,考察了各无量纲量对粘弹性材料均匀性的影响规律。结果表明,为使肌肉类材料SHPB实验更早达到均匀条件,理想的入射波是升时为tr=2sτ的梯形波;试样与杆的波阻抗比β1/21;当试样长度ls Xeff/4("有效传播距离"Xeff=Cssθ)时,可以忽略粘弹性对应力和应变均匀的影响,但由于粘弹性参数在实验前未知,该公式不能用来确定试样尺寸。采用石英等传感器实时检测试样应力均匀性十分重要,梯形波加载时,若应力进入均匀状态,则认为变形也达到均匀。