霍普金森杆实验技术经验简介
基于Hopkinson杆的材料高应变率拉伸实验技术_杨鹏飞
第６期
杨鹏飞等 ：基于 Ｈ ｏ ｋ ｉ ｎ ｓ ｏ ｎ 杆的材料高应变率拉伸实验技术 ｐ
６ ７ ５
接撞击而产生 ， 拉伸脉冲沿入射杆传 至 试 件 ， 一 部 分 反 射 回 入 射 杆 中， 另 一 部 分 通 过 试 件 传 至 透 射 杆。 ） 、 ） ） 入射波ε 反射波ε 和透射波ε 分别由入射杆和透射杆上 Ｇ 经 ｔ ｔ ｔ Ｇ２ 和 Ｇ３ 三处的 应 变 片 测 得 ， ｉ（ ｒ（ ｔ（ １、 超动态应变仪放大后由瞬态波形存储器存储 。
０ 引言
工程材料和结构在加工和使用过程中可能承受高速切削 、 高 速 碰 撞、 爆 炸 等 冲 击 加 载 作 用， 了解材 料在高应变率加载下的力学行为对其工程设计和应用具有重要意义 。 常规的准静态材料力学试验使用
１ －１ 但该类系统无法实现应变率 １ 液压伺服加载系统 ， ０ ｓ 以上的动态加载 。 常见 的 用 于 动 态 加 载 的 装 置 ２ －１ ４ －１ （ ） 是分离式霍普金森杆 Ｓ 可以获得材料在高应变率 （ 加载 ｌ ｉ ｔ Ｈ ｏ ｋ ｉ ｎ ｓ ｏ ｎ Ｂ ａ ｒ 试验系统 ， １ ０ ｓ ～１ ０ ｓ ） ｐ ｐ ］ １－４ 。 下的力学性能 ［
１ 分离式霍普金森拉杆试验装置的测试原理
直接杆杆型高应变率拉伸试验装置的测试原理如图 １ 所示 。 拉伸加载脉冲由撞击套筒与撞块的直
；修回日期 ： ２ ０ １ １ ０ ５ １ ９ ２ ０ １ １ ０ ６ ２ ２ ＊ 收稿日期 ： － － － － ， ： 通讯作者 ：汪洋 （ 男， 博士 、 教授 。 主 要 研 究 方 向 ： 极 端 条 件 下 的 材 料 力 学 行 为、 冲 击 动 力 学 。Ｅ－ｍ １ ９ ６ ８－ ） ａ ｉ ｌ ｓ ｔ ｃ ． ａ ｎ ｗ ａ ｎ ｙ ｇ ｇ＠ｕ ｅ ｄ ｕ． ｃ ｎ
霍普金森压杆实验在爆破中的应用
霍普金森压杆实验在爆破中的应用
霍普金森压杆实验是一种利用金属杆的压缩性进行测量的实验，在近年来的矿山爆破领域中被广泛应用。
本文将围绕这个实验展开，详细阐述它在爆破中的应用。
第一步：测量工程爆破预处理
在进行矿山爆破前，需要对爆破前的地质结构和岩石强度进行测量和评估，以此为基础设计爆破方案。
这其中有一个关键步骤就是测量地下岩体的应力状态，其中之一的测量方法便是通过霍普金森压杆实验来评估地质条件和确定安全距离。
第二步：构建压杆实验基础
在进行霍普金森压杆实验之前，需要先构建出实验基础，通常为混凝土块或固定架。
而实验基础的建造需要严格的工程施工规范和技术手段，以保证实验数据的准确性和可靠性。
第三步：插入压杆进行测量
在构建好实验基础后，需要将压杆插入基础中。
在此过程中，需要对压杆进行校准和测试，以确保压力传感器和测量仪器的准确性和可靠性。
压杆通常包括一个测量传感器和一个压力传感器，可以测量岩石的应力和应变状态。
第四步：应力状态测量
在应力状态测量阶段，需要进行岩体应力状态的测量和记录，包括岩石的承载能力和破坏状态。
通过这些数据，可以评估矿山爆破方案的合理性和安全性，并制定相关的爆破方案或调整现有方案。
总结起来，霍普金森压杆实验是一种可靠的测量方法，在矿山爆破预处理阶段和实施过程中都有着重要的应用。
这一方法能够帮助工程师、科学家和矿山工人对地形、地质、地下建筑物和其他关键因素进行测量，并在需要时调整设计方案，以提高爆破的效率和安全性。
大尺寸霍普金森拉杆装置实验研究
大尺寸霍普金森拉杆装置实验研究Chapter 1：引言1.1 研究背景和意义1.2 国内外研究现状与发展趋势1.3 研究内容和目的Chapter 2：理论基础2.1 霍普金森拉杆装置的原理2.2 大尺寸霍普金森拉杆装置的概述2.3 装置设计的理论分析Chapter 3：实验系统的设计与搭建3.1 设计要点与工艺流程3.2 模型搭建与实验操作注意事项3.3 实验器材及检测手段介绍Chapter 4：实验结果与分析4.1 对试样进行拉伸实验4.2 实验数据处理方法介绍4.3 结果分析与测试数据比对Chapter 5：结论与展望5.1 实验结果总结5.2 实验不足和进一步完善方案5.3 对未来发展趋势的预测和展望参考文献第一章引言随着科学技术的发展，实验研究成为科技创新的重要手段之一，而大尺寸霍普金森拉杆装置是实验研究中比较重要的设备之一，被广泛应用于材料力学、结构分析及设计等领域。
霍普金森拉杆装置是用来测定材料的拉伸性能的一种实验方法，其可靠性和准确性得到广泛认可。
因此，对大尺寸霍普金森拉杆装置的研究，对于完善实验研究手段、提高实验数据可靠性及实验效率具有重要意义。
本文将围绕大尺寸霍普金森拉杆装置的实验研究展开，并从背景、研究现状、研究内容和目的几个方面进行介绍。
1.1 背景与意义霍普金森拉杆装置是用来测定材料的拉伸性能的，可广泛应用于航空、汽车、交通、机械等领域。
材料的塑性和强度均是材料力学研究的基础，而霍普金森拉杆实验则是测量和验证材料力学特性的重要手段。
在汽车工程方面，霍普金森拉杆实验不仅用于汽车材料的研究，更为重要的是可利用得到的力学特性，研究车辆在不同碰撞状态下的特性，为汽车的制造和安全提供参考。
而大尺寸霍普金森拉杆装置是常用的局部断裂分析装置，其特点是不依赖于整体性材料测试时的大型测试设备，而能在不影响材料力学性能的情况下测试样品的局部特征参数，利用微型传感器记录受力情况，使得实验数据更加准确和可靠。
霍普金森压杆实验流程
霍普金森压杆实验流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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霍普金森杆在猪膝关节软骨研究中的应用
第34卷第4期2018年4月科技通报BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGYVol．34No．4Apr．2018霍普金森杆在猪膝关节软骨研究中的应用方乐，申永刚*，陈冬强（浙江大学建筑工程学院，杭州310058）摘要：在传统霍普金森压杆基础上，针对膝关节软骨这种软物质在动态力学性能测试中存在的试样两端应力无法平衡及透射信号弱的问题，提出了相应的改进措施，并采用改进后的分离式霍普金森压杆对猪膝关节软骨进行了不同应变率下的冲击压缩实验，获得了猪膝关节软骨在五种应变率下即500s －1、1000s －1、2000s －1、2700s －1和3500s －1的应力－应变曲线。
探讨了猪膝关节软骨在不同应变率下的力学性能、对应变率的相关性和本构关系，为新型人工膝关节假体的设计提供了理论依据。
关键词：固体力学；动态力学性能；SHPB ；膝关节软骨中图分类号：O347；Q66文献标识码：A文章编号：1001－7119（2018）04－0051－04DOI ：10.13774/j．cnki．kjtb．2018.04.011Application of Split Hopkinson Pressure Bar in Tests forPig Porcine Knee CartilegeFang Le ，Shen Yonggang *，Chen Dongqiang（College of Civil Engineering and Architecture ，Zhejiang University ，An-zhong Building ，866，Yuhangtang Ｒoad ，Hangzhou 310058，China ）Abstract ：The dynamic response of porcine knee cartilage in compression is studied using the Kolsky bar technique．We have made modifications to the technique that allow loading of a soft tissue specimen in compression based on traditional split Hopkinson Pressure Bars （SHPB ）．Porcine knee cartilage ’s dynamic stress-strain curves at strain rate of 500s －1，1000s －1，2000s －1，2700s －1，and 3500s －1are obtained by the experiment．This thesis firstly developed a viscoelastic constitutive model to describe the behavior of porcine knee cartilage under quasi －static loadings or high strain-rate loadings．Through experiments and experimental data processing ，the parameters of the constitutive have been obtained and well cover the experimental results．Consequently ，this study can provide material data to numerical simulation of the behavior of knee cartilage．Keywords ：solid mechanics ；dynamic mechanical properties ；SHPB ；porcine knee cartilage 收稿日期：2017－05－03基金项目：浙江大学青年教师交叉研究种子基金项目（JCZZ －2013023）。
霍普金森杆在复合材料动态测试中的应用
1 前 言
目前工程材料的工作环境往往涉及到爆炸 、高 速冲击 、切削 、高温 、高应变率等极端条件 , 此时材 料的动态力学性能是人们非常关心的一个重要问 题 。这类载荷作用时间一般较短 (微秒乃至纳秒) 、 冲击强度高 ,足以引起大变形乃至破坏 ,所以研究材 料在冲击载荷作用下的力学性能具有重要的工程意 义。
一般情况下材料的准静态的应变率在 10 - 5 ～ 10 - 2 s - 1 之间 ,其动态冲击的高应变率往往在 102 ～ 104 s - 1 之间 ,甚至会达到 106 s - 1 (应变率即应变变化 的速率 ,指单位时间产生的应变) [1] 。一般材料在准 静态和冲击载荷下的力学性能存在着较大的差异 , 即应变率相关性 。
段的长度 ;εi ( t) 、εt ( t) 、εr ( t) 分别为试件入射波 、透
射波 、反射波的应变值 ;A 为杆的初始横截面积 ;A0
为试样的初始横截面积 ; E 为杆的初始模量 。
为了准确的测试复合材料的动态力学性能 ,在
霍普金森杆试验中必须注意以下几个问题 :
(1) 弹性杆的阻抗应该与复合材料的阻抗相匹
第2期 2005 年 6 月
实验研究
纤维复合材料 FIBER COMPOSITES
No12 4 4 Jun1 ,2005
霍普金森杆在复合材料动态测试中的应用
刘文建
(东华大学纺织学院 , 200051) 摘 要 霍普金森杆具有结构简单 、操作方便 、测量方法精巧 、加载波形易控制等优点 ,已经被广泛的用来测试复合 材料的动态压缩 、拉伸等性能 ,本文详细介绍了其原理 、影响因素 ,以及这套装置在复合材料测试中的应用和发展 。 关键词 霍普金森杆 ;动态性能 ;高应变率 ;复合材料
基于Hopkinson杆技术分析典型传爆药的动态力学性能
１ 气 室 ， 一 子 弹 ，３ 弹 托 ， 一 入 射 杆 ，５ 试 样 ，６ 透 射 一 ２ 一 ４ 一 一 杆 ， 一 吸 收杆 ， 一 能 量 吸收 块 ， 一 超 动 态 应 变 仪 ， 一 信 号 ７ ８ ９ １ Ｏ
中 图分 类 号 ：Ｔ５ ； ８ Ｊ ５ ０３ ９ 文献标识码 ： Ａ Ｄ ： ０ ３ ６ ｉ ｎ １ ０ — ９ １ ２ １ ． １ ０ Ｏｌ １ ． ９ ９ ｓ ．０ ６９ ４ ．０ ０ ． １ ｓ ２ ５
１ 引 言
传爆 装药作 为 武器 弹 药 传 爆 序列 的最 后 一级 ， 是 弹药 系统 不可 缺少 的组 成部 。因此 ， 爆 药 的性 能 传 起着 至关 重要 的作 用 ， 是决 定 弹药 和 战 斗部 整 体 效 能
、 王
图 １ 分 离 式 Ｈｏ ｋ ｓ ｎ 实 验 装 置示 意 图 ｐｉ ｏ 杆 ｎ
娜 、 邓琼 、 陈鹏 万 等关 于 Ｈ ｐ ｉｓ ｎ杆技 术 及 ｏ ｋｎｏ
含 能 材 料 损 伤 理 论 研 究 的 实 验 方 法 ， 用 分 离 式 利 Ｈｏ ｋｎｏ 杆 、 ｐ ｉｓｎ 高速摄 影 、 扫描 电子 显 微等 技 术 综 合 分
采 集 系统
Ｆ ｇ １ Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｏ ｐ ｉ Ｈｏ ｋ ｎ ｏ ｒ ｓ ｕ ｅ ｂ ｒ ｉ ． ｃ ｅ ｔ ｆｓ ｌ ｐ ｉ ｓ ｎ ｐ ｅ ｓ ａ ｓ ｃ ｔ ｒ １ ａｒｃ ａ ｅ ，２ ｂ Ｉ ｔ 一 ｓ ｂ ｔ 一 ｉ ｃｄ ｎ ａ ，５ ｓ ｍ— 一 ｉ ｈ ｍｂ ｒ 一 ｕ Ｉ ，３ ｅ ａ ０ ，４ ｎ ｉ ｅ ｔ ｂ ｒ 一 ａ ｐ ｅ － ｔａ ｓ ｓｉ ｎ ｂ ｒ － ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｂ ｒ 一 ｅ ｅ ｇ ｂ ｏ ｐ ｉ ，６ ｒ ｎ ｍｉ ｏ ａ ，７ ｓ ｂ ｏ ｐ ｉ ａ ，８ ｏ ｎ ｒｙ ａ ｓ ｒ — ｔ ｎ ｂｏ ｋ ９ ｓ ｐ ｒ ｙ ａ ｃ ｓ ａｎ ｉｓｒ ｍｅ ｔ １ — ｓ ｎ ｌ ｉ ｌｃ ， 一 ｕ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｔ ｉ ｎ ｔｕ ｎ ， Ｏ ｏ ｒ ｉ ａ ｇ
霍普金森压杆实验报告
(Байду номын сангаас)
νⅠ = ν2 = ν i +ν r = −c(ε i − ε r )
′ = ν t = −cε t νⅡ = ν 2
(t= ε )
νⅡ −νⅠ
l0 c l0
=
t
c (ε i − ε r − ε t ) l0 − ε r − ε t )dt
ε= (t )
∫ (ε
0
i
(2)
由 (1) 、 (2) 式进而可得试件材料的应力应变关系。根据均匀假定，可得
1. 霍普金森压杆(SHPB)实验装置、基本原理及用途
1.1 实验装置及用途
如图 1 所示为 SHPB 的实验装置及数据采集处理系统：
图 1 SHPB 实验装置
SHPB 装置主要由三部分组成：压杆系统、测量系统以及数据采集与处理系 统。其中压杆系统是由撞击杆、入射杆、透射杆和吸收杆四部分组成。撞击杆也 称之为子弹， 一般来说压杆所采用的截面尺寸及材料均相同，因此子弹的长度就 决定了入射应力脉冲的宽度λ，一般取λ=2L（L 为子弹的长度） ，吸收杆主要是 用来吸收来自透射杆的动能， 以削弱二次波加载效应，为保证获得完整的入射及 反射波形， 入射杆的长度一般要大于子弹长度的两倍，所有压杆的直径应远小于 入射应力脉冲的波长，以忽略杆中的惯性效应影响。 测量系统可以分为两个部分，一个是撞击杆速度的测量系统，另一个是压杆 上传感器测量系统。对撞击杆速度的测量常采用激光测速法，如图 1 所示，在发 射管与入射杆之间装有一个平行光源，用来发射与接收激光信号，两个光源之间 的间距是可测的， 当子弹经过平行光源时，会遮挡住光信号而产生一定宽度的脉 冲信号， 据此可测出子弹通过平行光源的时间即可求出子弹的撞击速度。压杆传 感器测量系统则是在压杆相应位置处粘贴电阻应变片， 并将应变片经电桥连接至 超动态应变测试仪上，据此即可测出压杆中的应变。 数据采集和处理系统主要由 TDS5054B 数字示波器，CS—1D 超动态电阻应 变仪，TDS2000B 波形存储器，以及微机等组成。其作用是完成对信号的采集、 处理和显示。
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霍普金森杆实验技术简介1．材料动态力学性能实验简史在各类工程技术、军事技术和科学研究等广泛领域的一系列实际问题中，甚至就在日常生活中，人们都会遇到各种各样的爆炸/冲击载荷问题，并且可以观察到，物体在爆炸/冲击载荷下的力学响应往往与静载荷下的有显着不同。
了解材料在冲击加载条件下的力学响应必将大大有助于这些材料的工程应用和工程设计。
此外，数值模拟已在工程设计中发挥着重要作用，而进行数值模拟的ns）量，即比应变率的提高，材料的屈服极限提高，强度极限提高，延伸率降低，以及屈服滞后和断裂滞后等现象变得明显起来等等。
因此，除了上述的介质质点的惯性作用外，物体在爆炸/冲击载荷下力学响应之所以不同于静载荷下的另一个重要原因，是材料本身在高应变率下的动态力学性能与静态力学性能的不同，即由于材料本构关系对应变率的相关性。
从热力学的角度来说，静态下的应力-应变过程接近于等温过程，相应的应力应变曲线可近似视为等温曲线；而高应变率下的动态应力-应变过程则接近于绝热过程，因而是一个伴有温度变化的热-力学耦合过程，相应的应力应变曲线可近似视为绝热曲线。
这样，如果将一个结构物在爆炸/冲击载荷下的动态响应与静态响应相区别的话，则实际上既包含了介质质点的惯性效应，也包含着材料本构关系的应变率效应。
然而从19世纪开始人们才逐步认识到了材料在动载下的力学性能与其在静载下的力学性能不同。
ThomasYoung是分析弹性冲击效应的先驱，他(1807)提出了弹性波的概念，指出杆受轴向冲击力以及梁受横向冲击力时可从能量进行分析而得出定量的结果。
J.Hopkinson1872完成了第一个动态演示实验（如图1所示），铁丝受冲击而被拉断的位置不是冲击端A，而是固定端B；并且冲击拉断的控制因素是落重的高度，即取决于撞击速度，而与落重质量的大小基本无关。
Pochhammer,1876;Chree,1886Rayleigh,Lord1887分别研究了一维杆中的横向惯性运动。
1897年Dunn设计了第一台高应变率试验。
1914年,B.Hopkinson想出了一个巧妙的方法，用以测定和研究炸药爆炸或子弹射击杆端时的压力～时间关系。
所采用的装置被称为Hopkinson压杆（PressureBar），有时缩写为HPB。
二战之前，很少有人研究动态压缩加载问题，只是G..I.Taylor在三十年代末想出了一个方法来测量材料的动态压缩强度。
Taylor方法主要是假设材料是刚性——理想塑性，运用一维波传播的基本概念，用一个圆柱撞击刚性靶，然后测出其变形，最后得到材料动态压缩屈服应力。
1948称5022.1图1（丝）2.21905长，通过多次试验就可以准确确定铁丝的伸长量。
这个试验为后来的霍普金森压杆的研制奠定了基础。
1914年，B.Hopkinson完成了霍普金森压杆的实验设计，并用以测定和研究了炸药爆炸或子弹射击杆端时的压力～时间关系。
Hopkinson观察到“如果用来复枪（rifle）发射一子弹撞击一圆柱形钢杆的端部，则在撞击期间，有一确定的压力作用在杆的端部，形成一个压力脉冲。
这个撞击引起的压力脉冲沿着杆传播，在自由端发生反射产生一个拉伸脉冲。
”他还指出如何用一与压杆（主杆）材料相同，直径相同的短杆捕捉入射波的动量，而飞离主杆。
如图2所示，飞片（短杆）的动量由弹道摆测得，而留在杆内的动量则可由杆的摆动振幅来确定。
显然，当飞片长（厚度）度等于或大于压力脉冲长度的一半时，压力脉冲的动量将全部陷入飞片中，从而当飞片飞离时，杆将保持静止。
因此，变化飞片的长度，求得其飞离时而杆能保持静止的最小长度l0，就可求得压力脉冲的长度?=2l0，或压力脉冲的持续时间?=?/C0=2l0/C0。
这种测量压力脉冲的方式迅速在一战中得到了广泛的应用。
2.31948年Davies在霍普金森压杆压力波形检测与分析方面的杰出工作在霍普金森压杆发明后三十多年中，这项实验技术并没有得到更多的关注。
直到1948年Davies首次用平行板电容器和圆柱形电容器测量压杆的轴向位移和径向位移（图3所示），这项实验技术才又取得了关键性进展。
除了测量压杆的轴向和径向位移之外，Davies还首次详尽讨论了霍普金森压杆的一些局限性，如弥散问题。
另外原始的霍普金森压杆还存在两个主要缺陷：（1）压杆与飞片之间的粘附力的存在限制了对最小压力值的精确测量；（2）无法得到压力时间曲线（历史）。
Davies指出杆端的质点速度和位移之间的关系，通过测量位移时间关系，可发计算出杆中的压力时间关系。
Davies强调了几个重要的问题：（1）杆材料是均匀的，杆中所受应力均不超过材料的比例极限；（2）杆的直径是均匀的；（3）撞击端可以被一短的硬的砧垫保护；（4）少许油脂粘住砧垫；（5）所用杆长范围为2至22英尺；（6）通常情况下杆直径为0.5~1.5英寸。
（7）杆中纵波2.41949（Davies1）E自3．分离式霍普金森杆特点及基本原理特点：如前所述，结构物在爆炸/冲击载荷下的动态响应与静态响应的区别实际上包含了介质质点的惯性效应（波传播）和材料本构关系的应变率效应。
研究材料在高就变率下的动态力学行为时，与研究材料在准静态力学行为时不同，一般必须计及这最基本的两类效应。
问题的核心在于如何区分这两类效应，因为就材料的动态力学行为研究本身而言，研究的目的只是材料的应变率效应。
然而，这两类效应恰好常常相互联系，相互影响，相互耦合，从而使问题变得十分复杂。
事实上，一方面，在应力波传播的分析中，材料动态本构方程（材料动态力学行为）是建立整个问题基本控制方程组所不可缺少的组成部分;换言之，波传播的研究是以材料动态本构关系已知为前提的;而另一方面，在进行材料高应变率下动态本构关系试验研究时，一般又必须计及试验装置和试件中的应力波传播及相互作用，换言之，在材料动态响应研究中又要依靠所试验材料中应力波传播的知识来分析。
人们就遇到了“狗咬尾巴”或者“先有鸡还是先有蛋”的怪圈。
解决这个问题的核心思想之一是设法将应力波效应和应变率效应解耦。
霍普金森杆实验技术就是这个思想。
在霍普金森杆装置中，子弹（撞击杆）、输入杆（入射杆）、输出杆（透射杆）均要求处于弹性状态，且一般要求具有相同的直径和材质，即弹性模量E，波速C0和波阻抗ρ0C0均相同。
这种技术巧妙地解决了这个“狗咬尾巴”的问题。
一方面，对于同时起到冲击加载和动态测量双重作用的入射杆和透射杆，由于始终处于弹性状态，允许忽略应变率效应而只计及应力波传播;并且只要杆径小得足以忽略横向惯性效应，就可用一维波理论来分析。
另一方面，对于夹在两杆之间的试件，由于长度足够短，使得应力波在试件两端间传播所需时间与加载总历时相比小得足以把试件视为处于均匀变形状态，从而允许忽略试件中的应力波效应，只计及应变率效应。
这样这两个效应就解耦了。
对于试件而言，就相当于高应变率下的“准静态”试验，对于杆而言，图5(由测图6；1面上的轴向应变。
2）试件中的应力和应变均处于均匀状态。
此外，为保证得到有效的应力—应变数据，还应该使试件中的应变随时间线性变化，即试件的变形是在恒应变率的条件下进行的。
由上述公式可得到试件材料在某一应变率下的应力-应变曲线。
4.分离式霍普金森杆实验主要技术点4.1试件中的动态应力均匀性问题试件中的应力（应变）均匀是分离式霍普金森杆实验技术的基本假设之一。
应力（应变）均匀化受诸多因素影响。
主要包括试件与杆件的波阻抗之比；试件的厚度；加载脉冲的形状。
一般认为：应力波（脉冲）至少应在试件中传4个来回以后，试件中的应力基本要认为是均匀的，而相应所需的时间则由试件长度和试件材料的波速确定。
只有在试件中达到应力均匀后，相应的数据才是有效的。
因此，为了尽快地达到应力平衡，得到有效的实验结果，减小试件的厚度是必要的。
但是，试件的厚度不可无限制地减小，否则由于试件端面摩擦效应等的影响将使试件中的应力状态大大偏离一维应力假定。
此外，还有一些外在因素限制了试件尺寸不能无限减小，例如，泡沫塑料材料中泡孔尺寸的限制，生物材料中细胞尺寸的限制，以及混凝土材料中骨料尺寸的限制等。
此外，如果仅仅减小试件的厚度，而不控制加载率也是难以达到应力均匀的。
4.2一维应力及几何弥散问题霍普金森压村实验技术的基本理论是一维应力波理论。
要保证一维假设成立就要求：（1）杆材均匀各向同性，这可以通过合理选材可以达到。
（2）在整个长度上，横截面均匀，轴线无明显弯曲。
这可以通过无心磨加工做到。
（3（4件。
（5Chreea 4.3时间内以恒应变率变形。
4.4试验精度问题霍普金杆的试验精度是值得我们关心的问题，对于破坏变形很小的材料，精度就显得尤为重要，这主要受子弹、杆系的同轴度、直线度、断面平行度和垂直度的影响。
我们经过多年的努力，已基本上较好的解决了上述四个问题。
特别是采用高精度导轨和中心滚动支承系统，使全霍普金杆系统具有统一基准，较好地解决了试验精度问题，并使试验显得更为方便易行。
5.霍普金森拉杆材料的动态力学性能的研究愈来愈引起人们的重视。
为了这种研究,百年来人们相继提出了一系列专用于测试材料动态力学性能的冲击加载装置,其中分离式霍普金森（Hopkinson）压杆(SHPB)因其结构简单，运行成本低廉获得了广泛的应用。
诸多学者利用其研究了多种材料（金属、非金属、岩石、陶瓷、混凝土等）在单向压缩情况下的动态力学性能。
但是，随着拉压性能不对称材料的广泛使用，研究材料动态拉伸性能的需求不断增加，人们开始着手研制类似于霍普金森压杆的动态拉伸装置。
六十年代以来,曾有不少学者做过这方面的研究。
其中块-杆型和间接式杆－杆型装置是典型动态拉伸装置，(如图１、２所示)它包括摆锤式和旋转圆盘式，中国科大冲击拉伸实验室拥有类似设备。
它们是通过安装在摆锤端部或旋转圆盘边缘的钳状打击块，瞬时打击杆端的突出部位（法兰盘）形成在杆中传播的拉伸脉冲。
图6所示装置能获得很高的应变率，但入射脉冲不平稳，不能得到应力－应变曲线，无法进行高低温的冲击拉伸试验。
图7所示装置克服了上述缺点，并且增加了波形整形功能。
但是无论采用摆锤还是旋转圆盘都因其结构复杂、加工精度高，造价高,不利于推广。
因此人们希望通过对已有的SHPB装置进行适当改造，从而研制出简单的动态拉伸装置也在６０年代,Harding等人研制了套管式霍普金森拉杆装置,它是利用拉杆外面的套管传播套管子由于,随6.附图图8。