I 微尺度材料静、动态加载实验技术
搭建静态压缩实验装置
精度可达纳米级。
搭建霍普金森微米杆
用于微尺寸材料动态力学行为研究,加载应变率可达106以上。
微尺度材料扭转实验装置
基于扭秤实验开发的微扭转实验装置,在试样发生扭转时记录已知刚度的扭丝的扭转角度,测量试样上的扭矩,获得其剪切模量、剪切屈服强度等扭转力学参数。
II 改进霍普金森杆实验技术
预加载装置:消除传统霍普金森杆实验中加载初始段的高频尖波。
材料中应变率测试技术:基于惯性动能撞击以提供恒应变率加载的改进霍普金森杆系统,通过多点应变片测量及波形分离技术,和DIC原位应变测量技术,可实现材料中应变率(101~102s-1 ) 应力应变曲线。
低阻抗材料霍普金森杆实验测试技术:考虑被测试样和透射杆间巨大的阻抗差距,采用高精度力传感器直接测量低阻抗材料的受力历史,实现对纤维单丝、纤维/树脂界面、复合材料、金属等多种材料的小尺度试样动态失效行为的研究。
双轴四向电磁霍普金森杆:兼容单轴双向拉、压测试和双轴四向拉、压测试,测试应变率范围500-10000 s-1,可满足屈服强度低于2000 MPa的金属、复合材料、聚合物、软材料等材料的动态单/多轴加载力学行为实验研究需求。相比传统霍普金森杆,可实现多轴同步加载、加载幅值和脉宽可调,同时具有多次实验重复性好等优点。
III 强激光驱动冲击实验技术
通过激光烧蚀产生的等离子体加速发射颗粒,直径在微米尺度,最高速度可达上千米每秒。应用于纤维、薄膜、块体靶材的微弹道冲击研究。
IV 基于同步辐射的材料动态力学行为表征技术
基于同步辐射超快X射线相衬成像技术和衍射技术,结合改进版霍普金森杆、一级轻气炮等材料动态力学性能测试平台,开发超快时、高分辨、强穿透的材料动动态力学行为原位表征分析系统,其空间和时间精度可实现对复合材料、金属、陶瓷、含能材料、生物材料内部20 µm尺度的微裂纹在200 ns的时间间隔内发展的实时观测。
Ⅴ DIC/数字孪生测试
本实验室拥有一套基于有限元网格的DIC测量系统,可通过图像分析出位移场和应变场,可与有限元模型及结果一一对应,建立起实验与仿真的数字孪生,有利于材料参数、边界条件等的确定。
VI 光子/激光多普勒测速系统(PDV/LDV)
由实验室自主研发,利用单色激光和多普勒效应实现对目标位移或速度的测量;主要用于冲击波、爆轰物理研究中位移或速度剖面的连续观测。经过引入相位调制,可提高分辨率,从而用于微型SHB、声学振动等测量。
研究人员:卢天健、高金翎、赵振宇、刘家贵
项目来源:工信部仪器项目、国家级青年人才项目、国自然基金面上项目,航空基金等