SHPB试验中合理加载波形比选分析
Comparison and Analyses on Reasonable Loading Waveform in SHPB Experiment

摘要 针对SHPB试验中如何选择合理加载波形问题,将矩形波、坡形波、三角波和常规梯形波等入射波形统一表达为不同升时的梯形波,并给出其加载应力路径方程。首先,计算分析了加载持续时间和最大应力幅值相同情况下,采用不同升时梯形波和半正弦波加载时,试件应力平衡时间t′u随波阻抗比β变化情况,以及不同β的试件应力均匀性变化特征。其次,从试件应力平衡时间和应力均匀性角度分析两种加载波形的优劣性。升时t′r=2、4的梯形波优于半正弦波,半正弦波优于t′r≥7的梯形波;而t′r=0、1、3、5、6的梯形波与半正弦波加载时t′u曲线变化过程中出现了交叉现象,交叉前半正弦波优于此升时的梯形波,交叉后两者优劣性相反。最后,提出试验中合理加载波形的选择与确定。即无论β为何值,t′r=2或4的梯形波加载时,试件均能获得较短应力平衡时间和较好应力均匀性,试验中应将t′r=2的梯形波作为最佳加载波形优先选用,其次可考虑选用t′r=4的梯形波;此外,计算给出不同β值对应的其他合理加载波形以便试验中选用。