基于X射线相衬成像的ITO玻璃动态损伤破坏特性研究

发布时间：2024-03-04 03:50

　　材料在动态冲击下的行为与准静态有很大不同。通过X射线相衬成像(X-ray Phase Contrast Imaging)和光学成像的方式,在分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar)上研究了ITO(Indium Tin Oxide)玻璃的动态损伤和破坏过程。首先介绍了弹性波控制方程这一应力波理论的基础,进而从理论上解释了SHPB装置的原理,并且简要介绍了SHPB装置的发展、存在的问题以及相应的解决办法。针对SHPB实验中试样加载初期应力不均匀和难以实现恒应变率加载这两大难题,选取有机玻璃作为实验材料,讨论紫铜整形器以及子弹速度对入射脉冲波形的影响。在入射杆前端加紫铜整形器,利用其塑形变形来延长入射脉冲的上升沿升时,延缓试样的破坏时间,进而满足试样加载过程中应力平衡和变形均匀的条件。实验结果及分析表明,整形器的使用确实能改善入射波形,获得理想效果。通过XPCI和光学成像模式的对比,证明了XPCI在揭示脆性材料动态破坏过程中裂纹的萌生扩展等方面的优势,归因于其强穿透性和高分辨率。玻璃样品的预损伤引起其破坏强度的分散性较大。大量的灰度统计分析了样品的损伤演...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 SHPB技术的由来
        1.2.2 国内外SHPB实验研究情况
    1.3 脆性材料动态压缩研究情况
    1.4 本文的主要研究内容及章节安排
第2章 霍普金森压杆及相关实验技术
    2.1 霍普金森压杆技术原理
        2.1.1 装置图及基本原理
        2.1.2 弹性波控制方程
        2.1.3 试件中的应力、应变及应变率的计算
        2.1.4 杆中应变测试
        2.1.5 试样尺寸原则
    2.2 霍普金森压杆存在的问题及改进
    2.3 XPCI和光学成像技术
    2.4 测量系统和数据采集处理系统
第3章 脉冲整形器在脆性材料SHPB加载中的应用
    3.1 14.5mm压杆的移波查点问题
    3.2 入射杆和透射杆上应变片的标定
    3.3 脉冲整形器在SHPB加载中的整形效果
        3.3.1 材料和试件
        3.3.2 紫铜脉冲整形器的效果
    3.4 本章小结
第4章 ITO玻璃实验与数据分析
    4.1 材料及试样
    4.2 损伤量化
    4.3 实验结果及分析
        4.3.1 试样抗压强度
        4.3.2 试样破坏模式
    4.4 碎片回收分析
    4.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3918853