空心锥撞击杆对分离式霍普金森压杆入射脉冲弥散的抑制效果分析

？为了抑制入射脉冲弥散效应，采用动力有限元软件分析了常规分离式霍普金森压杆（SHPB）入射脉冲几何弥散的空间变化规律，发现入射杆中沿着应力波传播方向，几何弥散效应趋于增强；横截面上沿径向向外弥散效应趋于减弱。为此，在撞击杆的碰撞端部挖去一个共轴圆锥，称改造后的撞击杆为空心锥撞击杆。进而分析了空心锥撞击杆获得入射脉冲几何弥散的空间变化规律，结果表明：入射脉冲初始振荡得到有效抑制，且加载上升时间变长，空心锥的底面半径越大、锥角越小对弥散效应抑制效果越好；研究还发现采用空心锥撞击杆时，碰撞端面的摩擦效应对入射脉冲几何弥散影响不大，只是改变了振荡波的相位。最后，采用实验方法对该种改造方法的效果进行了验证，实验结果与理论和数值分析结果吻合较好。