计算机系统驱动的霍普金森压杆实验设备与煤岩动态力学测试

"基于计算机系统的霍普金森压杆测试装置的应用" 本文主要探讨了如何运用计算机系统、信号处理技术和新型传感器技术来设计和实施霍普金森压杆实验设备，以此来研究煤岩体的动态力学特性。霍普金森压杆测试（SHPB，Split Hopkinson Pressure Bar）是一种广泛应用于材料动态性能测试的技术，尤其适用于高速冲击或爆炸环境下的力学行为研究。 在设计霍普金森压杆实验设备时，基于一维应力波理论，该设备主要包括以下几个核心组成部分： 1. 电磁阀控制的动力系统：这是设备的动力来源，通过电磁阀精确控制压力波的产生和传递，能够模拟不同的动态加载条件。 2. 压杆系统：由子弹、输入杆、输出杆和吸收杆组成。子弹的高速运动产生一维应力波，通过输入杆传输到煤样，然后由输出杆捕获并测量反应力。吸收杆则用于消除反射波，确保实验数据的准确性。 3. 测量记录系统：包括子弹速度测试系统，用于实时监测子弹的速度变化；输出杆和输入杆的应变采集系统，用于捕捉和记录材料的应变信息；以及数据处理分析系统，用于后期的数据分析和计算。 4. SHPB处理软件：该软件是实验数据分析的关键工具，可以处理和解析实验数据，得出煤岩体在动态加载下的应力-应变曲线，从而揭示其动态力学性质。 通过使用这种先进的实验设备，作者对煤试样进行了动态力学特性的测试，结果显示设备运行良好，能够有效地获取煤岩体在动态荷载下的应力、应变和速度等关键参数，对于理解和预防煤岩动力灾害，如冲击地压，具有重要的科学价值。同时，这些数据也为优化煤矿开采过程中的安全措施提供了理论依据。 基于计算机系统的霍普金森压杆测试装置为煤岩体动态力学性能的研究提供了可靠的技术手段，通过深入研究这些性能，可以更准确地评估和预测煤岩动力灾害，从而采取有效的防治措施，保障煤矿安全生产。这一研究也体现了计算机技术、信号处理和传感器技术在地质力学领域的广泛应用和重要作用。