霍普金森桿實驗裝置

A. 何謂纖維的動態力學性質描述纖維動態力學性質有哪些指標有何用途

性質
正 引言聚合物的玻璃化轉變溫度位置決定了許多性質,如力學行為和染色性。動態力學研究中的α—色散與玻璃化轉變溫度(Tg)有關,此時聚合物鏈段得以相當大的活動能力。由於鏈段運動明顯地受其環境的影響,所以纖維結構的變化如結晶度和取向的改變將影響到α轉變。
用途
鋼纖維增強混凝土(SFRC)是由細骨料、粗骨料、亂向分布的鋼 纖維和水泥漿所組成。目前已經成為一種重要的工程建築材料，廣泛應用於房屋、橋梁、管道和核反應堆防護建築中。在混凝土凝固過程中，鋼纖維可以有效減少裂 紋數量，並細化裂紋。在載荷作用過程中，鋼纖維具有橋聯阻裂作用，推遲並抑制裂紋的起裂和擴展。因此，同普通素混凝土相比，SFRC具有優異的靜力和動力 特性。 本文首先對國內外對混凝土動態力學行為和率相關本構的研究進行了綜述。由於混凝土高應變率實驗技術的困難，目前對於混凝土動態力學行為的描述存在較大的爭 議。霍普金森桿(SHPB)裝置是目..

B. 激光測振儀 原理

激光測振儀能非接觸式地測量被測物體的振動速度、位移和加速度。其特點是非接觸、無擾動地測量，適用於無法使用傳統振動感測器的場合。除上述特點外，它還具有響應頻帶寬、處理速度快、測量時間短、測量解析度高、遠距離測量、量程大、抗干擾能力強、動態響應快、操作非常方便等優點。

激光測振儀的應用領域非常廣，舉例如下：

（1） 計算機外部設備的動態測量：硬碟驅動器、硬碟碟片、磁頭滑塊、光碟機、折臂組件、導線諧振特性、列印機等。

（2） 電子行業：PCB板工作變形分析、智能手機、相機或觸屏、超聲波指紋感測器或揚聲器用屏幕的開發、電動剃須刀的振動測試。

（3） 汽車工業：發動機、變速箱、制動系統、車身部件、進排氣系統、萬向聯軸節、輪胎、電機、車門等振動測試或模態測試分析。

（4） 航空航天：發動機振動測試、發動機葉片工作變形分析、激光陀螺動態特性測試、輕質大柔度空間索網天線的模態測試、高速飛行器翼面、舵面、垂尾、發動機噴管等結構的熱模態試驗等。

（5） 生物醫療：超聲潔牙設備的振動測試、監測心臟跳動、耳蝸基底膜振動特性檢測、鼓膜振動檢測、聽骨檢測等。

（6） 機電工程：交流接觸器運行雜訊測量、多層壓電陶瓷變壓器振動測試、流致振動測量、平板結構模態測試、薄壁圓筒件模態測試、石膏懸臂梁動彈性模量測定、排架柱振動測試。

（7） 產品開發和生產：開發工具、電動機、泵、風機、齒輪箱的質量檢測、機械結構缺陷與損傷檢測、路面彎沉測量、電機轉速測量、微型軸承振動測試等。

（8） 材料特性測試分析：粘彈性材料細棒動力學參數共振法測試、阻尼材料阻尼性能測試、纖維增強復合薄板非線性振動測試、非破壞性測試、薄壁元件蘭姆波測試缺陷定位、局部缺陷共振測試、分離式霍普金森桿(SHPB)測試。

（9） 振動標准裝置校準與測試：感測器的校準，硅微諧振式壓力感測器的微振動測試等。

（10） 聲波和超聲測試：樂器弦線振動檢測、非軸對稱超聲駐波聲場的識別、超聲波焊接頭的在線監測、引線鍵合劈刀超聲振動測試、超聲換能器振動測試、水下聲波檢測等。

（11） 土木工程：建築結構振動檢測、斜拉索索力測檢測、橋梁測振等、風電塔振動測試、鋼軌缺陷監測。

（12） MEMS/微機電結構：頻率響應的優化、振動測試和分析，動態特性測試等。

（13） 家電與音響系統檢測分析：空調及靜音家電檢測、揚聲器紙盆振動檢測、微型揚聲器振動系統力阻特性研究、揚聲器異象故障檢測等

（14） 農產品行業：雞蛋品質無損檢測、蘋果、獼猴桃、日本梨和八朔（柑橘）的堅實度檢測、柿子和獼猴桃成熟度檢測、梨彈性特性的檢測、甜瓜的檢測、盒裝牛奶無損檢測。

（15） 地質領域：地震波勘測、危岩振動監測等。

OptoMET數字型激光多普勒測振儀是一套高精度的振動測量儀器。該儀器可非接觸且精確地測量振動和聲學信號，包括振動位移、速度和加速度。它具有超高的光學靈敏度，並利用自行研發的超速數字信號處理技術（UltraDSP），不僅能快速測量簡單系統的振動，也能測量極具挑戰的系統，包括高頻振動，遠距離測試，微小振幅，高線性和高振動加速度或速度。超速數字信號處理技術（UltraDSP）確保了測量的高解析度和高精度。OptoMET激光測振儀具有出色的線性度，測試頻帶寬，最高可達10MHz。

OptoMET激光測振儀有四個系列：分別是Vector、Nova、Dual Fiber、Scan系列：

Vector系列氦氖激光測振儀是通用性激光測振儀，適用與大多數非接觸式振動測量應用場合。該系列激光測振儀特別適用於反射性表面或水中的測試，以及需要激光光斑盡可能小的應用場合。

C. 霍普金森壓桿實驗原理

高壓氣槍發射的子彈軸向撞擊輸入桿，產生彈性應力波，彈性應力波從撞擊端分別傳播進子彈和輸入桿。進入輸入桿的彈性應力波到達輸入桿與試樣交界面時，由於兩者的阻抗不同，一部分脈沖將在界面處發生反射，而剩餘部分進入試樣，同樣在試樣與輸出桿界面處發生反射和透射。通過應力對試樣的作用壓縮試樣。壓縮脈沖的幅度近似於常值，其直接正比於撞擊速度。其中，壓縮脈沖的寬度由子彈的長度來控制，它等於彈性波在子彈中來回傳播一次的時間;而撞擊速度則是由調節氣槍的驅動氣體壓力來控制

D. 彈性波的實驗研究

它是理論研究的基礎。在電子技術出現以前，介質中彈性波傳播的實驗主要用於地震波的偵測和聲學中可聞頻率振動的研究。現代電子技術的發展，推動了彈性波的實驗研究。下面是兩個最早的普遍使用的實驗裝置：
①霍普金森壓桿
B.霍普金森是最早在實驗室條件下應用電子技術研究彈性波傳播的學者之一。為了紀念他的工作，把他在實驗中所用的試件命名為霍普金森壓桿。他通過實驗研究炸葯爆炸或子彈撞到堅硬表面時，壓力隨時間變化的規律。霍普金森壓桿為一圓柱形鋼桿，長約1米，直徑為2.5厘米，由四條線掛成水平位置，這些線可以在垂直面內擺動。在桿的一端加上一個短的柱形顆粒稱為測時器，而瞬變壓力作用在桿的另一端。測時器和桿直徑相同，並且是用同一種鋼材製造的。當壓縮脈沖由一端傳至測時器一端時，在測時器的自由端面上反射成拉伸脈沖，使測時器飛離桿端。測出測時器的動量，就可算出壓力與時間的關系。
②戴維斯壓桿
R.M.戴維斯首先設計了包括一個壓桿（後稱為戴維斯壓桿）的電測實驗裝置，該裝置能連續記錄由壓力脈沖引起的自由端的縱向位移，並可直接測到位移-時間曲線，再經微分，即可得到脈沖壓力-時間曲線。
霍普金森壓桿和戴維斯壓桿都要滿足兩個條件：一是壓桿內任何點的應力不能超過所用鋼材的彈性極限；二是壓力變化引起的壓縮脈沖的波長同壓桿半徑相比要足夠大。