Page 24 - 《爆炸与冲击》2026年第3期
P. 24
第 46 卷 李泊立，等： Hopkinson杆用于冲击疲劳试验的应力波调控方法 第 7 期
计算出剪切应力统计数据，如图 13 所示，可以看到，每次冲击的幅值都很稳定。在试样最终断裂前的几
次加载中，应力幅值逐渐下降，这反映了试样宏观裂纹的萌生和扩展，导致试样刚度下降。在不同应力
幅值下进行了 4 组试验，试验结果如表 2 所示，将获得的应力幅值-疲劳寿命曲线绘制于图 14 中，应力幅
值与对数坐标下的疲劳寿命呈线性关系，可以表示为：
−0.10
Thickness
−0.12 Width
Average stress triaxiality −0.16 5 9 5 1 5
Height
−0.14
−0.18
−0.20
5
−0.22
−0.24 17
unit: mm
−0.26
0 1 2 3 4 5 6
Size of shear zone/mm
(a) Variation law of average stress triaxiality with (b) Equivalent stress contour plot for different shear zone
shear zone size
图 10 剪切区尺寸优化
Fig. 10 Size optimization of shear zone
15
σ t −σ i
10 σ r
Stress/MPa 5 0
−5
−10
0 0.05 0.10 0.15 0.20
图 11 剪切试样的侧向限位示意图 Time/ms
Fig. 11 Diagram of lateral limit of shear specimen
图 12 试样的应力平衡验证
Fig. 12 Verification of stress equilibrium of specimen
600
表 2 冲击疲劳试验数据
500
Shear stress amplitude/MPa 400 Average stress amplitude is 513.7 MPa 试样编号 应力幅值/MPa 平均剪切应变率/s −1 2 927
Table 2 Experimental results of impact fatigue
N
1
1 197.1
513.7
300
2 695
1 102.9
511.1
2
200
Macroscopic crack
527.0
1 014.7
3
1 876
100
1 500
2 500
2 000
0 500 1 000 initiation and propagation 3 000 4 599.4 1 738.6 37
Loading times
图 13 剪切冲击疲劳试验应力波幅值统计
Fig. 13 Impact fatigue stress amplitude in impact
fatigue test of shear specimens
071401-8
