高温SHPB实验中的界面热传导特性及其影响

来源 :中国工程物理研究院 | 被引量 : 7次 | 上传用户:Vivian496
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本文以单独对试件加热的高温SHPB技术中的试件和导杆的界面热传导为研究对象,结合实验和数值模拟,研究试件和导杆的界面热传导特性和试件与导杆上的温度不均匀性。并利用数值模拟的方法研究由于试件和导杆的界面热传导对实验结果的影响。 首先,对Hopkinson实验技术的发展历史进行简要的回顾,着重讨论高温Hopkinson实验技术的发展及其存在的问题。接着分析并讨论了两种高温SHPB实验方法的发展现状和优缺点,提出本文将针对单独对试件加热的高温SHPB实验方法开展研究。 然后,在高温SHPB实验系统上进行试件和导杆的热传导实验,测量试件上不同位置的温度一时间历史,并对实验结果进行初步讨论。 利用有限元软件ABAQUS模拟试件和导杆的热传导过程,通过实验数据对计算结果的反复检验,得到试件和导杆的界面热导系数。然后利用所求得的界面热导系数,详细分析试件和导杆上的温度分布。计算结果表明:在一定的条件下,试件和导杆上温度存在显著变化的区域非常小,绝大部分区域温度是没有变化或者变化很小的。导杆上也存在局部温升,但是并不影响导杆的弹性性能。 最后,利用所求得的界面热导系数,通过一系列的模拟工作,分析试件在不同工况下的由于试件和导杆的界面热传导导致的温度不均匀性,以及对所测材料应力—应变关系的影响。计算结果表明:在本文所设的条件下,试件上的局部温度变化对实验结果的影响是可以忽略的。另外,还对计算结果作了一些讨论。 本文针对基于单独对试件加热的高温SHPB实验方法中的试件和导杆接触界面的热传导展开实验和数值模拟研究,分析了试件和导杆界面的热传导特性及其影响,为采用这种方法进行高温动态实验所得结果的有效性提供了有力支持。
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