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原文传递压电材料的霍普金森一维动态压缩力电特性的试验方法

专利名称：	压电材料的霍普金森一维动态压缩力电特性的试验方法
摘要：	本发明公开了压电材料的霍普金森一维动态压缩力电特性的试验方法，特点是将圆柱状的压电材料试件绝缘处理后同轴放入霍普金森一维动态压缩试验装置中，并在入射杆和透射杆上连接导线并接地；优点是在冲击压缩试验时，将因压电材料特有的压电效应而产生的较高电压接地，避免对入射杆、透射杆的应变信号采集产生干扰，使得进行压电材料试件压缩冲击试验时，所采集的试验数据具有有效性；而且在试件上并联电阻，通过采集试件两端的电压，可进行压电材料的动态力电响应验证，从而可得到压电材料试件在冲击载荷下的力‑电的动态性能的变化规律。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	宁波大学
发明人：	董海威;朱自业;王志强;史超铭;陈江瑛
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-22T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-13T00:00:00+0800
申请号：	CN202211157053.5
公开号：	CN115468866A
代理机构：	宁波高新区核心力专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	蔡菡华
分类号：	G01N3/30;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/30
申请人地址：	315000 浙江省宁波市江北区风华路818号
主权项：	1.压电材料的霍普金森一维动态压缩力电特性的试验方法，其特征在于包括以下具体步骤：（1）、在圆柱状的压电材料试件的两端面分别固定导电片，并在导电片的外侧粘贴绝缘膜，然后将绝缘处理后的压电材料试件同轴放入霍普金森一维动态压缩试验装置中；（2）、将两片导电片分别通过导线与示波器连接，并在示波器上并联一个电阻（R1）；（3）、在上述试验装置的入射杆和透射杆上分别粘贴应变片，并将应变片与超动态应变仪相连接；（4）、在入射杆和透射杆上分别固定导线，导线在入射杆或透射杆上的固定点位于试件与相应的应变片之间，并将两根导线相连接形成回路后进行接地；（5）、撞击杆撞击入射杆，一维应力波经过入射杆到达压电材料试件，一部分形成反射波传播回入射杆，另一部分透过试件传播到透射杆形成透射波，入射杆上的应变片测得入射波信号εi(t)和反射波信号εr(t)，透射杆上的应变片测得透射波信号εt(t)，超动态应变仪记录入射杆和透射杆中应变随时间的变化信号，同时，示波器在电流测量模式下记录电阻（R1）上的电流I(t)和电压V(t)；（6）、通过应力波理论得到压电材料试件的应力时程、应变时程和应变率的关系式分别为：其中：E0、C0、A0分别表示入射杆或透射杆的弹性模量、弹性波速和横截面面积；As、Ls分别表示压电材料试件的初始横截面面积和初始长度，通过以上关系式计算后得到压电材料试件的应力-应变曲线；（7）、通过关系式得到压电材料试件在冲击载荷下所产生的电位移D(t)：其中：Q(t)表示压电材料试件的两端在冲击载荷下的放电电荷，R为电阻R1的电阻值；（8）、改变撞击杆的撞击速度，并重复步骤（5）～（7），得到压电材料试件在不同应变率下的应力-应变曲线，以及压电材料试件在不同冲击载荷下所产生的电位移D(t)，将多次不同冲击载荷下压电材料试件所产生的应力和电位移进行拟合，得到应力-电位移的变化曲线，其中应力-电位移的变化曲线的线性段的斜率为压电材料试件的动态灵敏度Kd，表示为：。 2.如权利要求1所述的压电材料的霍普金森一维动态压缩力电特性的试验方法，其特征在于：所述的导电片为铝箔，且通过导电银胶与压电材料试件的端面粘贴固定。 3.如权利要求1所述的压电材料的霍普金森一维动态压缩力电特性的试验方法，其特征在于：所述的绝缘膜为聚酰亚胺薄膜，厚度为0～0.35mm。 4.如权利要求1所述的压电材料的霍普金森一维动态压缩力电特性的试验方法，其特征在于：所述的霍普金森一维动态压缩试验装置包括同轴且依次设置的撞击杆、入射杆和透射杆，所述的入射杆和透射杆的材质及尺寸均相同，压电材料试件位于所述的入射杆与透射杆之间且同轴相贴合。 5.如权利要求1所述的压电材料的霍普金森一维动态压缩力电特性的试验方法，其特征在于：所述的入射杆和透射杆上分别粘贴有两片应变片，两片所述的应变片在所述的入射杆或透射杆的表面上下正对设置。 6.如权利要求1所述的压电材料的霍普金森一维动态压缩力电特性的试验方法，其特征在于：所述的导线固定在所述的入射杆或透射杆朝向压电材料试件一端的外圆周面的边沿处。