[发明专利]弹性体冲击力学特性测试装置及方法

权利要求书

1.弹性体冲击力学特性测试装置，包括：靶板系统；测试时，驱动飞片(8)撞击靶板系统；所述靶板系统包括：托盘(1)、夹具(2)、反光镜(3)、后砧板(4)和前砧板(7)；所述前砧板(7)、待测弹性体(6)、后砧板(4)依次相连后通过所述夹具(2)固定在所述托盘(1)的中心孔内；

其特征在于，还包括：反光镜(3)和激光速度干涉仪系统(5)；

在所述后砧板(4)所在侧布置反光镜(3)和激光速度干涉仪系统(5)，使激光速度干涉仪系统(5)激光束照射到反射镜(3)后反射到所述后砧板(4)自由面中心位置；

所述前砧板(7)的厚度范围为2.5mm～4mm，所述待测弹性体(6)的厚度范围为60.1mm～0.8mm，所述后砧板在(4)的厚度范围为4mm～7mm；

所述飞片(8)、前砧板(7)以及后砧板(4)采用相同金属材料；且所述前砧板(7)以及后砧板(4)的波阻抗至少为所述待测弹性体(6)波阻抗的15倍。

2.如权利要求1所述的弹性体冲击力学特性测试装置，其特征在于，所述飞片(8)、前砧板(7)以及后砧板(4)所选取的金属材料在一维应变条件下轴向应力的初始屈服极限高于测试压力。

3.如权利要求1所述的弹性体冲击力学特性测试装置，其特征在于，所述前砧板(7)、待测弹性体(6)、后砧板(4)依次粘接后通过所述夹具(2)粘接在所述托盘(1)的中心孔内。

4.弹性体冲击力学特性测试方法，其特征在于，采用上述权利要求1或2或3所述的测试装置；

步骤一：将所述靶板系统放置于靶板室内的加载系统法兰上，布置所述反光镜(3)使所述激光速度干涉仪系统(5)激光束反射到后砧板(4)自由面中心位置；

调试激光强度到设定值后，关闭靶板室并抽真空，利用轻气炮加载飞片(8)撞击靶板系统；然后通过所述激光速度干涉仪系统(5)测得后砧板自由面粒子速度曲线；

步骤二：读取步骤一得到的后砧板自由面粒子速度曲线中各个台阶对应的粒子速度以及相邻两个台阶的时间间隔；

步骤三：计算波速及应力等物理量：

利用步骤二得到的时间间隔计算出对应时间间隔的波速，令时间间隔Δt_i对应的波速为D_i，则D_i＝2h/Δt_i；其中Δt_i指后砧板自由面粒子速度曲线中第i个台阶和第i+1个台阶的时间间隔；

同时，根据第i个台阶对应的粒子速度为u_i，能够计算出对应波速D_i下的应力σ_i＝ρ₀D_iu_i/2及压缩度其中ρ₀为待测弹性体(6)的初始密度，V_i为待测弹性体(6)的当前比容，V₀为待测弹性体(6)的初始比容。

5.如权利要求4所述的弹性体冲击力学特性测试方法，其特征在于，所述步骤二中，若从所述后砧板自由面粒子速度曲线不能精确读取相邻两个台阶的时间间隔，则采取下述方式获取时间间隔：

对所述后砧板自由面粒子速度曲线求导获取加速度历史曲线；

在后砧板自由面粒子速度曲线中初步读取相邻两个台阶的时间间隔；然后在加速度历史曲线中，读取上述初步读取的时间间隔内两个波峰之间波谷所持续的时间段，将该时间段作为对应的时间间隔。