Page 6 - 《爆炸与冲击》2026年第8期

第 46 卷 彭 建，等： 核级不锈钢Z2CN18.10的Johnson-Cook本构模型和失效准则 第 8 期

万能试验机的拉头移动速度实现不同的拉伸应变率加载。根据预先设定的加载应变率，计算出拉头移
动速度，通过输入试验机设定程序，实现恒定工程应变率加载测试。在高温实验中，对试样采用电磁加
热技术，当温度加热至目标温度（200 ℃ 或 400 ℃）时，保温 5 min，确保试样温度恒定在目标温度。

表 1 准静态拉伸和动态拉伸实验工况
Table 1 Test cases for quasi-static and dynamic tensile tests
序号 温度/℃ 实验内容 应变率/s −1 实验设备
1 准静态拉伸 10 −3 电子万能试验机
2 准静态拉伸 10 −2 电子万能试验机
3 动态拉伸 500 撞击式Hopkinson拉杆
25
4 动态拉伸 1 000 撞击式Hopkinson拉杆
5 动态拉伸 2 000 撞击式Hopkinson拉杆
6 动态拉伸 3 000 撞击式Hopkinson拉杆
7 准静态拉伸 10 −3 电子万能试验机
8 准静态拉伸 10 −2 电子万能试验机
9 动态拉伸 500 撞击式Hopkinson拉杆
200
10 动态拉伸 1 000 撞击式Hopkinson拉杆
11 动态拉伸 2 000 撞击式Hopkinson拉杆
12 动态拉伸 3 000 撞击式Hopkinson拉杆
13 准静态拉伸 10 −3 电子万能试验机
14 准静态拉伸 10 −2 电子万能试验机
15 动态拉伸 500 撞击式Hopkinson拉杆
400
16 动态拉伸 1 000 撞击式Hopkinson拉杆
17 动态拉伸 2 000 撞击式Hopkinson拉杆
18 动态拉伸 3 000 撞击式Hopkinson拉杆

1.2 动态拉伸实验
动态拉伸实验试样的标距段为光滑圆棒，如图 2 所示，实验工况见表 1。动态拉伸测试是利用传统撞
击式 Hopkinson 拉杆实验装置进行的，其示意图如图 3 所示。该装置包括气室、撞击杆、入射杆、透射杆、
信号采集系统和能量吸收装置。撞击杆在气压的作用下撞击入射杆，产生拉伸应力波，实现对试样的动
态拉伸加载。图 4 给出了动态拉伸实验中典型的入射波、反射波与透射波原始波形（以 25 ℃、1 000 s −1
工况为例），波形信号稳定，无明显畸变，表明实验装置工作正常，数据采集可靠。

Ra2.5
Ra0.8 The rest
0.02
A C1 Ø0.1 A B B

R1
M6×1 Ø3 M6×1

9 1 5 9
25

图 2 动态拉伸试样（单位为 mm）
Fig. 2 Dynamic tensile specimen (unit in mm)

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