發(fā)布時(shí)間：2017-04-15 02:12

  本文關(guān)鍵詞：石英晶體傳感器在軟材料霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在軟材料的霍普金森壓桿(SHPB)實(shí)驗(yàn)中,采用石英晶體傳感器放大透射信號(hào)并監(jiān)測(cè)試樣兩端應(yīng)力平衡的方法已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但是,目前的研究幾乎都忽略了透射桿端部存在的端部效應(yīng)對(duì)石英晶體傳感器信號(hào)的影響。本文通過有限元仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,定量討論了端部效應(yīng)對(duì)石英晶體傳感器信號(hào)的影響,總結(jié)了相關(guān)規(guī)律并給出了減小端部效應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。在此基礎(chǔ)上,用透射桿端部石英晶體傳感器測(cè)透射信號(hào)的方法完成了3種型號(hào)道砟墊動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的測(cè)試。首先運(yùn)用壓電學(xué)理論及有限元仿真的知識(shí),計(jì)算了單片X-切石英晶體傳感器在受靜力均布載荷作用下的電場(chǎng)強(qiáng)度和電壓值,說明了石英晶體傳感器仿真模型的正確性。然后,結(jié)合霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)知識(shí),用AAQUS有限元軟件建立了含石英晶體傳感器的霍普金森壓桿模型。調(diào)整石英晶體傳感器在透射桿中的位置,計(jì)算不同位置測(cè)得的電壓時(shí)程曲線,發(fā)現(xiàn)端部效應(yīng)的影響范圍為3倍桿徑以內(nèi)。在此基礎(chǔ)上,采用控制變量法,分別改變子彈的撞擊速度、試樣的楊氏模量、試樣的直徑、試樣的內(nèi)外徑比值等參數(shù),計(jì)算了相應(yīng)的電壓時(shí)程曲線,確定了各參數(shù)對(duì)端部效應(yīng)的影響情況。接著以EPDM為試樣,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了端部效應(yīng)影響隨子彈撞擊速度、試樣直徑、試樣內(nèi)外徑比值的變化情況。結(jié)合仿真和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)將試樣設(shè)計(jì)成直徑較大,內(nèi)外徑比值較大的環(huán)形可有效減小端部效應(yīng)影響�；谝陨涎芯拷Y(jié)果,設(shè)計(jì)了合理的試樣尺寸,對(duì)3種型號(hào)道砟墊進(jìn)行了霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn),得到了材料在10OOs-1,220-1和3500s-1應(yīng)變率下的應(yīng)力應(yīng)變曲線及吸能率曲線,為道砟墊的數(shù)值模擬、選型及設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：霍普金森壓桿 端部效應(yīng) 石英晶體 有限元仿真 軟材料 道砟墊
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 霍普金森壓桿(SHPB)研究現(xiàn)狀11
• 1.2 SHPB在軟材料測(cè)試中的應(yīng)用11-14
• 1.3 石英晶體傳感器在SHPB中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 1.5 本文研究的創(chuàng)新點(diǎn)19
• 1.6 論文結(jié)構(gòu)19-21
• 2 霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)及石英晶體傳感器的基本理論21-34
• 2.1 SHPB實(shí)驗(yàn)的基本理論21-25
• 2.2 石英晶體傳感器的基本理論25-31
• 2.2.1 石英晶體的壓電性能25-27
• 2.2.2 石英晶體的壓電方程27-29
• 2.2.3 石英晶體系數(shù)的坐標(biāo)變換29-31
• 2.3 X切石英晶體在SHPB中應(yīng)用的基本理論31-34
• 3 石英晶體靜力加載有限元分析34-43
• 3.1 引言34
• 3.2 石英晶體靜力加載理論計(jì)算34-36
• 3.3 石英晶體靜力加載有限元仿真36-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 4 考慮石英晶體傳感器的霍普金森壓桿有限元仿真分析43-62
• 4.1 引言43-44
• 4.2 考慮石英晶體傳感器的霍普金森壓桿有限元建模44-48
• 4.2.1 模型的建立與材料的定義44-45
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分45
• 4.2.3 邊界條件及載荷的設(shè)定45-46
• 4.2.4 分析步的定義及任務(wù)的提交46-47
• 4.2.5 霍普金森壓桿有限元模型的校核47-48
• 4.3 端部效應(yīng)對(duì)石英晶體傳感器信號(hào)影響的有限元分析48-60
• 4.3.1 端部效應(yīng)的影響范圍48-50
• 4.3.2 試樣直徑對(duì)端部效應(yīng)的影響50-53
• 4.3.3 試樣楊氏模量對(duì)端部效應(yīng)的影響53-55
• 4.3.4 試樣內(nèi)外徑比值對(duì)端部效應(yīng)的影響55-59
• 4.3.5 子彈速度對(duì)端部效應(yīng)的影響59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 5 端部效應(yīng)對(duì)石英晶體傳感器信號(hào)影響的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證62-75
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置介紹62-63
• 5.2 石英晶體動(dòng)態(tài)標(biāo)定63-67
• 5.3 端部效應(yīng)對(duì)石英晶體傳感器信號(hào)影響的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證67-74
• 5.3.1 子彈速度對(duì)端部效應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證67-69
• 5.3.2 試樣直徑對(duì)端部效應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證69-72
• 5.3.3 試樣內(nèi)外徑比值對(duì)端部效應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證72-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 6 道砟墊動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試75-88
• 6.1 引言75-76
• 6.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試76-81
• 6.2.1 試樣尺寸設(shè)計(jì)76-78
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)介紹78-79
• 6.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果79-81
• 6.3 應(yīng)變率效應(yīng)分析81-84
• 6.4 吸能率分析84-87
• 6.5 本章小結(jié)87-88
• 7 總結(jié)與展望88-90
• 7.1 總結(jié)88-89
• 7.2 展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-95
• 作者簡(jiǎn)歷95
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果95

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張建國(guó);;石英晶體傳感器及其應(yīng)用[J];電子元器件應(yīng)用;2003年04期

2 陳敏;用于液相檢測(cè)的石英晶體傳感器[J];傳感器世界;2005年04期

3 張超,馮冠平;液相中石英晶體傳感器的雙調(diào)制原理[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1996年10期

4 張超，馮冠平;石英晶體傳感器特征阻尼理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J];電子學(xué)報(bào);1997年08期

5 黃琛,黃智偉;生物醫(yī)學(xué)石英晶體傳感器的研究動(dòng)向[J];傳感器世界;2002年03期

6 周文樹,房建設(shè);一種能夠用于氣相和液相檢測(cè)的雙道石英晶體傳感器[J];分析儀器;2003年03期

7 熊興良,蔡紹皙,王翔,李苑,馬海涵;不同表面處理對(duì)石英晶體傳感器頻移響應(yīng)的影響[J];壓電與聲光;2005年05期

8 劉衛(wèi)國(guó);孫振東;;測(cè)量粘度的激勵(lì)響應(yīng)式石英晶體傳感器[J];微處理機(jī);2006年06期

9 俞宏;崔學(xué)晨;方金豹;王保民;吳斯洋;胡瀟;龐榮麗;;石英晶體傳感器系統(tǒng)在檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2007年01期

10 張超,馮冠平,高志賢;液體介質(zhì)中不同表面粗糙度石英晶體傳感器振蕩行為的實(shí)驗(yàn)研究[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);1996年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 曾鑒榮;;用石英晶體傳感器測(cè)量自由表面微粒子噴射[A];中國(guó)工程物理研究院科技年報(bào)（1998）[C];1998年

2 蔣國(guó)珠;張輝;劉朝群;張淑儀;范理;;溫度補(bǔ)償模式下具有高靈敏度和高分辨率的聲波傳感器[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)第十屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 錢凱君;石英晶體傳感器在軟材料霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 薄小明;基于ARM的腫瘤早期檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

3 劉振;基于S3C44B0X嵌入式腫瘤早期診斷系統(tǒng)的研制[D];武漢理工大學(xué);2005年

  本文關(guān)鍵詞：石英晶體傳感器在軟材料霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：307365