Page 87 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

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50 μm − θ
第 46 卷 郑贺龄，等： (Ti 2 Zr) 1.5 NbVAl 0.5 高熵合金的动态响应与冲击释能机理 第 7 期

Ti 1 mm Zr 1 mm Nb 1 mm V 1 mm Al 1 mm
(f) EDS mapping results
图 2 铸态 (Ti 2 Zr) 1.5 NbVAl 0. 合金试样的初始物相
5
Fig. 2 The Initial phases of the as-cast (Ti 2 Zr) 1.5 NbVAl 0.5 alloy specimen

布均匀，不同晶粒间相同元素的质量分数波动小于 0.5%，证实熔铸过程中未发生元素偏析现象，表明合
金具备良好的成分均匀性。
1.1.2 准静态力学测试
室温（293.15 K）下采用 INSTRON 万能试验机开展准静态力学测试。压缩试样尺寸为 ∅ 7 mm×
7 mm，两端涂抹凡士林减小摩擦，侧面贴应变片提升测量精度，设定应变速率分别为 0.001、0.01、0.1 s 。
−1
拉伸试样包括光滑圆棒与不同缺口半径（R=1.0、1.5、3.0 和 6.0 mm）的狗骨试样，狗骨试样的标距段采用
长度为 25 mm 的引伸计测量局部应变，应变速率与压缩试验保持一致。试验中获得的载荷-位移曲线，
采用标准方法转换为真实应力-应变，以便于开展后续的研究工作。
1.1.3 SHPB 试验
为研究材料动态力学行为，采用分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar, SHPB）系统进行冲
击试验。该系统由高压气室、1 根 200 mm 长的撞击杆、2 根 1 200 mm 长的入射杆和透射杆以及 1 000 mm
长的缓冲杆组成，所有杆件材质为钢，直径为 14.5 mm。实验通过高压气体驱动撞击杆撞击入射杆，产生
弹性压缩波。根据一维弹性波理论，试样应变率 ˙ ε ( )、应变 (ε) 及应力 (σ) 由入射杆与透射杆中应变片记
录的信号计算得出，具体表达式 [27] 分别为：
w t
−2c b −2c b A b
˙ ε(t) = ε r (t)， ε(t) = ε r (t)dt， σ(t) = E b ε t (t) (1)
L s L s 0 A s
√
b
s
b E b /ρ b ，E 为钢杆的弹性模量，ρ 为钢杆的密度；L 为试样的长度，
b
式中：c 为一维弹性杆中的声速， c b =
A 为 钢 杆 的 横 截 面 积 ， A 为 s 试 样 的 横 截 面 积 ； ε 、 ε 和 r ε 分 t 别 为 入 射 应 变 、 反 射 应 变 和 透 射 应 变 。
b
i
SHPB 系统的动态应力平衡通过入射应变和反射应变与透射应变的关系 ε +ε =ε 进行验证，图 3 显示入
t
i r
射波与反射波叠加后与透射波一致，证实动态实验数据的可靠性。
3 3.0

Reflected wave Reflected wave
2
1.5
1
Voltage/V 0 Transmitted wave Voltage/V 0 Incident wave+reflected wave
−1 Transmitted wave
−1.5
−2 Incident wave Incident wave
−3 −3.0
150 225 300 375 450 525 600 20 40 60 80 100 120
Time/µs Time/µs
(a) Raw acquired signals in full time domain (b) Time-aligned waveforms of separated waves

图 3 SHPB 原始波形
Fig. 3 Original waveforms of SHPB

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