鄂尔多斯3D打印

霍普金森杆实验技术在高应变率的情况下用得特别多，它能很准确地得到材料的应力应变关系。要保证这个实验结果有效，有两个基本条件哦。第一个条件是导杆里的一维弹性应力波传播得好，为了让输入杆和输出杆上应变片测到的应力波信号是真实可靠的，它们的端面得和构件的端面在同一水平线上。第二个条件是构件里应力和应变得均匀分布，也就是说构件两个端面的应力要平衡。理论上讲，因为应力波在构件里传播，构件两端的应力本来是不平衡的，一般来说当构件两端的应力差小于构件中应力的 5%时，就可以认为构件达到应力平衡了。而且，构件在发生弹性小变形的时候就能达到应力平衡，这样得到的构件屈服点就更准确可靠。这个装置主要是由分离式的弹性输入杆和弹性输出杆组成的。一开始，输入杆端部被撞击杆（也叫子弹）撞击，就会产生脉冲信号。撞击杆是被高压气体挤压，速度变快，到了一定程度后再次撞击输入杆端部，弹性入射杆被撞击就产生脉冲信号。

脉冲信号持续的时间和撞击杆的长度有关，撞击杆越长，脉冲信号持续时间就越长。弹性输入杆要卸载的话，得靠压力脉冲撞击杆端面，撞击面收到反射产生的脉冲信号才能完成卸载。在输入杆里会产生波长是撞击杆长度两倍的入射应力波。因为导杆和构件的横截面面积不一样，所以输入杆的入射应力波在传播的时候会有阻抗反射回去，就形成了反射应力波；没被反射回去的会穿过构件到达输出杆，然后能量捕收器就会收集这部分被吸收杆捕获的透射应力波。

不管是原来的 AlSi10Mg 合金点阵构件，还是热处理后的点阵构件，它们压缩应力应变曲线的峰值都会随着施加压力变大而一个个增大。就拿原来的构件来说，峰值从 74MPa 涨到了 114MPa。这就说明在受到冲击载荷的时候，应变率越大，AlSi10Mg 铝合金点阵结构材料的压缩应力就越大，缓冲特性也就越好。

再进一步分析，在相同压力下，把原始 3D 打印状态和热处理工艺条件下 AlSi10Mg 铝合金点阵结构材料的动态压缩和准静态压缩实验的应力应变曲线拿来对比，会发现它们大体上相似，但也有点差别。当应变足够大的时候，热处理前后的 AlSi10Mg 点阵结构材料的应力 - 应变曲线都能分成四个阶段，就是线弹性变形阶段、弹塑性阶段、软化阶段、还有硬化密实阶段。在刚开始加载的时候，构件的变形是弹性或者接近弹性的；随着压缩载荷不断变大，构件就开始往非弹性变形阶段发展了，而且变形急剧增大，构件破坏的程度也变大了。对比这几张图能发现，不管是原来的构件还是热处理后的构件，曲线在最开始的时候都快速上升，在压缩应变达到峰值之前会有波动，到了峰值之后，压缩应力值就快速下降，从峰值掉到最低点（这就是软化现象），还会有明显的波动，然后又慢慢上升。而且施加的压力越大，波动就越明显，这说明构件的失效模式可能主要是基体开裂和纤维断裂，压力越大，开裂就越明显。