[发明专利]一种排除SHTB试验夹持装置中空气层影响的方法

权利要求书

1.一种排除SHTB试验夹持装置中空气层影响的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：考虑SHTB试验夹持装置与试验试件存在空气层，基于均匀性假定与一维应力假定将实验模型简化；

步骤(2)：将含有空气层的夹持段中空气层前后界面定义为不同介质层界面；

步骤(3)：通过分析实验中杆中应力波在不同介质层中的透反射问题，得到在不同介质层面下应力脉冲的变化；

步骤(4)：根据步骤(3)中应力脉冲在不同介质层面下应力脉冲的变化修正实验得到的入射波、透射波及反射波信号；

所述步骤(2)中将空气层的前后界面定于为不同介质层界面S1、S2，S1界面所含的材料为空气和加载杆，S2界面所含的材料为空气、加载杆和试验试件；

所述步骤(3)中左行拉伸波依次穿过S1、S2界面，具体为：

步骤(3-1)：当该拉伸波左行通过介质层界面S1时，将产生一部分透射，一部分反射回去，其中透射波的状态为σ_T1，波速为v_T1，反射波状态为σ_R1，波速为v_R1，在界面处，将满足两个条件：

(a)在界面处，两侧杆的内力相等，

(b)在界面处，质点速度是连续的；

则有

πR²(σ₁+σ_R1)＝π(R²-r²)σ_T1

v₁-v_R1＝v_T1

又由于速度则有则可得到经过S1界面得到透射波状态为

步骤(3-2)：当左行透射波通过不同介质层界面S2时，将产生一部分透射，一部分反射回去，其中透射波的状态为σ_T2，波速为v_T2；反射波状态为σ_R2，波速为v_R2，同样满足步骤(3-1)中所述两个条件，则：

π(R²-r²)(σ_T1-σ_R1)＝π(R²-r²)σ_R2

v_T1-v_R2＝v_T2

又由则可得到：

步骤(3-3)：在不同介质层界面S2左侧为加载杆与试件，试件与加载杆材料不同，但在S2界面处，由于固定连接，则两者的应变ε相同，则其中σ_T试为试件中的应力状态，得到

其中，试件半径为r，加载杆半径为R，试件的密度为ρ₁，试件的波速为C₁，试件的弹型模量为E₁，加载杆的密度为ρ₀，加载杆的波速为C₀，加载杆的弹型模量为E₀，当投射杆端部产生一个左行拉伸波时，其状态为应力σ₁，速度为v₁；

所述步骤(4)修正实验数据具体为：SHTB实验可得到入射波ε_i，反射波ε_r以及透射波ε_t，但并非试件所受到的力学加载，实际的修正后的入射波ε_i修，反射波ε_r修以及透射波ε_t修为：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中应力脉冲在S1、S2界面形成透、反射，而经过在S1、S2界面的透、反射，试验测量信号与真实试件材料受到的动态力学状态不同。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的应力波为拉伸波。