材料动态特性实验(南京理工大学)
南京理工大学材料科学与工程生产实习报告
材料科学与工程学院生产实习报告班级：08161203学号：0816120343姓名：丘晓文指导老师：王继业生产实习报告引言一直以来对自己所学的专业——材料科学与工程都没有一个确切的认识，比如说在实际生产生活中的应用方面。
尽管通过两年的学习，对专业知识也有了一定得积累，却总有一种管中窥豹的感觉，总是不能全面地去认识自己的专业。
直到经历了这次生产实习，我对自己的专业有了全新的认识，因为这次实习让我把理论知识与实际联系在了一起，让我得到不一样的收获。
正文通过这为期四周的生产实习，我学到了很多课堂上学不到的工程和社会知识。
可以说，这次生产实习是我参与实践活动、理论联系实际的一个重要环节，在王老师的带领下我们见习了马群轻工业机械制造厂、南京模具装备有限公司、南汽依维柯第二总装厂、旭建新型建筑材料有限公司、江南小野田水泥有限公司和南汽依维柯发动机厂。
-一．南京轻工业机械制造厂简介南京轻工业机械集团是以啤酒、饮料灌装设备龙头产品为依托，集产品研发、生产制造、经营销售、技术服务等多种功能为一体的大型轻工业机械企业。
南京轻工业机械集团的核心企业-- 南京轻工业机械厂是中国轻工总会直属的国有大型企业，国家重点技术改造企业，全国机械工业骨干企业，国家二级企业。
工厂始建于一九六九年四月，目前是全国最大的啤酒、饮料灌装生产线生产企业。
（一）车间主要工作内容感应加热、火焰加热和盐浴加热，可进行调质、正火、退火、回火，渗氮，渗碳、碳氮共渗、软氮化、火焰淬火、感应淬火、盐浴淬火等热处理工序。
（二）主要设备1. 箱式电阻炉（1）基本原理箱式电阻炉是利用电流通过金属或非金属时产生的热能，借助于辐射或对流而对工件加热，外形呈箱体状的一种加热设备。
其中中温箱式电阻炉的应用最为广泛。
（2）用途中温箱式电阻炉可用于碳钢、合金钢件的退火、正火、调质、渗碳、淬火和回火等处理工艺，使用温度为650~950'。
（3）特点箱体电阻炉具有结构简单、体积小、操作简便、炉温分布均匀及温度控制准确等优点，而且成本较低廉，是应用较为广泛的一种加热设备。
基本磁化曲线和动态磁滞回线的测量-南京理工大学
一、实验目的和任务 ； 二、实验项目； 三、参考资料 ： 教材及参考书： 1.《现代磁性材料原理和应用》 主编：R.C. O’ Handley 化学工业出版社 2002 2.《磁学基础与磁性材料》 主编：严密等 出版 社：浙江大学出版社 2006 实验指导书： 自编《磁性材料》实验指导书。
《磁性材料》实验 南京理工大学材料科学与工程系
磁化曲线和磁滞回线是铁磁材 料分类和选用的主要依据，图4为 常见的两种典型的磁滞回线，其中 软磁材料的磁滞回线狭长、矫顽力、 剩磁和磁滞损耗均较小，是制造变 压器、电机、和交流磁铁的主要材 料。而硬磁材料的磁滞回磁滞回线 较宽，矫顽力大，剩磁强，可用来 制造永磁体。
C 2 R2 B U2截面积。
《磁性材料》实验 南京理工大学材料科学与工程系
3．实验仪器 磁滞回线实验仪、数字万用表、示波器等。
将图5中的U1(UH)和U2(UB)分别加到示波器的 “X输入”和“Y输入”便可观察样品的动态磁滞回 线；接上数字电压表则可以直接测出U1(UH)和 U2(UB)的值，即可绘制出B-H曲线；通过计算可测 定样品的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br、矫顽力HD以 磁导率µ。
《磁性材料》实验 南京理工大学材料科学与工程系
4) 观察基本磁化曲线：按步骤2对样品进行退磁，从 U=0开始，逐渐提高励磁电压，将在显示屏上得到面积 由小到大一个套一个的一蔟磁滞回线。这些磁滞回线顶 点的连线，就是样品的基本磁化曲线，借助长余辉示波 器，便可观察到该曲线的轨迹。 5) 测绘基本磁化曲线，并据此描绘μ-H曲线：接通实验 仪的电源，对样品进行退磁后，依次测定 U = 0，0.2， 0.4，0.6…3.0V时的若干组H和B值，作B-H和μ-H曲线。 6) 令U = 3.00V，R1＝2.5Ω测定样品的BS、Br、HD等 参数：从已标定好的示波器上读取UX(UH)、UY(UB)值 （峰值），计算相应的H和B，逐点描绘作B-H曲线。 再由磁滞回线测定样品的BS、Br、HD等参数。
数控机床结合面动态参数的可视化数据处理技术
数控机床结合面动态参数的可视化数据处理技术周喜峰【摘要】Organizing and analyzing a large number of experimental datum of the dynamic surface of CNC machine tool, we come to the conclusion that the basic machine surface factors have influence on its basic parameters and give out our theoretical explanation. It lays the foundation for CAD/CAM analysis of NC machine tool.%通过对数控机床结合面动态特性实验数据的整理和分析,针时目前我国对数控机床结合面动态特性理论建模难度大、效率低等问题,基于MATLAB,VB与SQL SERVER平台接口进行程序设计,开发了数控机床结合面动态特性实验数据处理系统,得出机床结合面各基本影响因素对其动态基础参数影响规律,给出理论解释,为以后CAD/CAM分析数控机床整机特性奠定了基础.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2012(041)002【总页数】3页(P135-137)【关键词】数控机床;结合面;MATLAB;VB;SQL SERVER【作者】周喜峰【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TG659;TP2740 引言由于在数控机床结构中的大量存在着结合面(固定，滚动，滑动结合面)，从而使数控机床结构或系统不再具有连续性，从而使问题变得更加复杂。
因为接触刚度和阻尼存在于结合面中，所以从力学角度分析结合面问题，可以说它和机械结构的静态特性、振动、与振动控制及其动态特性的关系十分密切。
研究表明，影响结合面动态特性参数(刚度，阻尼)的因素很多，主要有结合面材料、结合面加工方法、结合面加工品质、结合面间的介质、结合面的面压等等，再加上大多因素的影响规律都是非线性的，而且各因素之间又存在着相互影响，从而给出其理论解析是十分困难的，所以只有通过实验的方法得到其影响规律。
南京理工大学EDA1实验报告(模电部分)
南京理工大学EDA课程设计（一）实验报告专业：自动化班级：姓名：学号：指导老师：2013年10月摘要在老师的悉心指导下，通过实验学习和训练，我已经掌握基了于Multisim的电路系统设计和仿真方法。
在一周的时间内，熟悉了Multisim软件的使用，包括电路图编辑、虚拟仪器仪表的使用和掌握常见电路分析方法。
能够运用Multisim软件对模拟电路进行设计和性能分析，掌握EDA设计的基本方法和步骤。
实验一：单级放大电路的仿真及设计，设计一个分压偏置的单管电压放大电路，并进行测试与分析，主要测试最大不失真时的静态工作点以及上下限频率。
实验二：负反馈放大电路的设计与仿真，设计一个阻容耦合两级电压放大电路，给电路引入电压串联深度负反馈，，观察负反馈对电路的影响。
实验三：阶梯波发生器的设计与仿真，设计一个能产生周期性阶梯波的电路，对电路进行分段测试和调节，直至输出合适的阶梯波。
改变电路元器件参数，观察输出波形的变化，确定影响阶梯波电压范围和周期的元器件。
关键词：EDA设计及仿真multisim 放大电路反馈电路阶梯波发生器实验一：单级放大电路的仿真及设计一、实验要求1、设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(峰值10mV) ，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。
2、调节电路静态工作点(调节电位计)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。
3、调节电路静态工作点(调节电位计)，使电路输出信号不失真，并且幅度最大。
在此状态下测试：（1）电路静态工作点值；（2）三极管的输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值；（3）电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；（4）电路的频率响应曲线和f L、f H值。
二、实验步骤1、设计分压偏置的单级放大电路如图1-1所示：图1-1、单级放大电路原理图2、电路饱和失真输出电压波形图调节电位器的阻值，改变静态工作点，当电阻器的阻值为0%Rw，交流电压源为10mV时，显示饱和失真的波形图如图1-2所示：图1-2、电路饱和失真输出电压波形图饱和失真时的静态工作点：Ubeq=636。
脉冲压力条件下PVDF压电薄膜的动态响应特性
８ 密封 圈；一 Ｐ Ｄ 一 ９ Ｖ Ｆ压力传感器 ；Ｏ 垫圈 Ｂ １一 图 ２ 液体脉 冲压 力发 生装置
２ ２ 信 号 调 理 ．
ＰＤ Ｖ Ｆ压 电薄膜作 为传感 元件 可 以看作 是 电荷 发 生器 ， 其
输出 的电学模 型可 以等效为 电荷源 ， 出的 电荷接入 电荷放 大 输
摘要 ： 通过 脉冲压力发 生装置产生脉 冲压力 ， 究 Ｐ Ｄ 研 Ｖ Ｆ压 电薄膜 的动 态特性。使 用 Ｐ Ｄ Ｖ Ｆ压 电薄膜制作 一种测 试 脉冲压力的传感 器， 借助标 准压阻传感 器， 测得 Ｐ Ｄ Ｖ Ｆ压 力传感 器的灵敏度 ， 算 出灵敏 度 的不确定度 ， 计 并将 Ｐ Ｄ Ｖ Ｆ压 力
器输 出信号引 出后 采用 全桥 接线 接入超 动态 应 变仪 中供数 据
采集设 备采集 。
表 ２ Ｅ ｄｖｏｍ ｄ ｌ ｎ ｅｃ ｏ ｅ Ａ压 阻传感器参数
对数据进行拟合 ， 得到 Ｐ Ｄ Ｖ Ｆ压力 传感器 输入输 出 的线 性 拟合曲线 ， 拟合 方程为 Ｙ＝１ １． Ｘ＋６ ０４ （ 图 ４ ， ４５７ ．２ ９ 见 ） 相关 系 数 Ｒ＝ ．９ ６ Ｖ Ｆ压力 传感 器 的非线 性度 为 １ １％ ， 标 ０ ９ ９ 。Ｐ Ｄ ．２ 而 准的 １９ １ １Ｂ ２压力 传 感 器 （ 电）非线 性 度 为 ０ ３ ， 准 的 压 ．％ 标 Ｅ ｄ ｖｏｍ ｄｌ ５ １ ｎ ｅｅ ｏｅ ８ １Ａ压力传感 器的（ 阻） 压 非线 性度 为 １２ ， ．％ 可见 Ｐ Ｄ Ｖ Ｆ压力传感器 输 入输 出 的线 性度 介 于标 准 的压 电传
Ｄｙ ｍ ｉ ｓ ｏ ｓ ｆＰＶＤＦ ｎａ ｃ Ｒｅ ｐ ｎ ｅ ｏ Ｔｈｉ ｌ ｄｅ ｎ Ｆｉｍ ｕｎ ｒ Ｐｕｌｅ Ｐｒ ｓ ｕ ｅ ｓ ｅ ｓ ｒ
机床固定结合面动态特性参数实验研究
（ ｃ ｏｌ ｆ ｅｈｎｃｌ ｎｉ ｅ ｎ ， ａｊ ｇＵ ｉ ｒｔ ｏ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌ ｙ Ｎ ｊ ｇＪ ｎｓ １０４ ｈｎ ） Ｓｈｏ ｏ Ｍ ｃ ａｉ ｇ ｅｒ ｇ Ｎ ｎｉ ｎ ｅ ｉ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ａ ｉ ｉ ｇｕ２０９ ，Ｃ ｉａ ａＥ ｎ ｉ ｎ ｖ ｓｙ Ｓ ｅ ｏ ｎ ｎ ａ
２１ ０ １年 ９月 第３ ９卷 第 １ ７期
机床与液压
ＭＡＣＨＩ ＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ ＣＳ ＮＥ Ｔ Ｉ
Ｓｐ ２ １ ｅ ． ０１
Ｖｏ． ９ Ｎｏ １ １３ ． ７
Ｄ Ｉ １ ．９ ９ｊｉ ｎ １０ — ８ １２ １． ７０ ４ Ｏ ： ０ ３ ６／．ｓ ．０ １ ３ ８． ０ １ １．０ ｓ
ｄ ｍｐ ｎ ｏ ｆ ｃ ｅ ｔ ｈ ｙ ａ ｃ ｍｏ ｅ ｆｓｎ ｌ ｅ ｒ ｅ ｏ ｒ ｅ ｏ ｓ ｓｅ ｗａ ｓａ ｌ ｈ ｄ ｂ ｌ ｎ ｔ ｇ ｔ ｅ ｉｆ ｅ ｃ ｆｂ ｓ ｉ— ａ ｉｇ ｃ ｅ ｉｎ ．Ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｄ ｌ ｉ ｇｅ ｄ ｇｅ ｆｆｅ ｄ ｍ ｙ ｔｍ ｓ ｅ ｔｂ ｉ ｅ ｙ ｅ ｉ ａｉ ｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ａ ｅ ｄ ｓ ｉ ｏ ｓ ｍｉ ｎ ｌ
Ｋｒ＝８ ３ × １ ．５ ０“ Ｎ／ ｍ Ｃ
一
按半功率 带宽法 识别阻尼 比 ：
：Ａ／ｆ ｆ ２． （） ７
其 中 ：ａ ｆ为半功率带宽 ，则 Ｃ ＝ ￣ ｆ ２ ｍＡ ｏ ２ 结合 面动 态特 性 参数 测试 系统
２ １ 测 量 仪 器 及 软 件 ．
＝
４ ２１Ｘ １ Ｎ ・／ｍ ． ０ ｓ
根据试 验力 学模 型 ，该 实验 采 用 的测 量仪 器 有
材料动态特性实验报告,SHPB实验报告
机械工程学院研究生研究型课程考试答卷课程名称：材料动态特性实验（SHPB实验）考试形式：□专题研究报告□论文√大作业□综合考试评阅人：时间：年月日材料动态特性实验实验目的：1、了解霍普金森杆的实验原理和实验步骤；2、会用霍普金森杆测试材料动态力学性能。
1.SHPB 组成：Kolsky 在Hopkinson 压杆技术的基础上提出采用分离式 Hop-kinson 压杆 SHPB )技术来测定材料在一定应变率范围的动态应力 ── 应变行为 ,该实验的理论基础是一维应力波理论, 它通过测定压杆上的应变来推导试样材料的应力 ── 应变关系, 是研究材料动态力学性能最基本的实验方法之一。
为了测出A3钢（又称Q235钢）的屈服极限、弹性模量以及其他性能参数。
用SHPB 实验就行数据测量。
SHPB 的实现装置如下图：分离式Hopkinson 压杆装置示意图它由压缩气枪、撞击杆、测时仪、输入杆（入射杆）、超动态应变仪、试件、透射杆、吸收杆、阻尼器和数据处理系统组成。
2.实验原理：SHPB 技术建立在两个基本假定的前提上：（1）杆中应力波是一维波；（2）试件应力/应变沿其长度均匀分布。
根据垂直入射应力波在界面出的反射、透射原理和上述假定由：应力相等：)()()(t t t T R I σσσ=+ (1)应变相等：)()()(t t t T R I εεε=+ (2)式中()I t σ和()R t σ分别为入射杆的入射应力和反射应力，()T t σ为透射杆的透射应力，()I t ε和()R t ε为入射杆的入射应变和反射应变，()Tt ε为透射杆的透射应变。
图1 输入杆-试件-输出杆相对位置如图2所示，在满足一维应力波假定的条件下，一旦测得试件与输入杆的界面X 1处的应力，可理论推导得： []112()(,)(,)(,)2S I R T SA t X t X t X t A σσσσ=++ （3） SR I T S S L t X v t X v t X v L t X v t X v t ),(),(),(),(),()(11212--=-=ε （4） []⎰⎰--==t R I T S t S S dt t X v t X v t X v L dt t 01120),(),(),(1)(εε （5）式中：A 为压杆的横截面积，s A 为试件的横截面积，S L 为试件的长度。
南京理工大学化工学院二-材料物理试验教学示范中心
二、 实验原理 1．挤出成型原理：挤出成型是热塑性塑料重要 的成型方法之一。利用挤出成型的方法可以加工 塑料制品，也可以对塑料进行造粒和改性。挤出 成型是连续性生产过程，由挤出机（主机）、机 头（口模）和辅机协同完成，加工的制品不同， 机头（口模）和辅机也不同。挤出机有单螺杆挤 出机、双螺杆挤出机和多螺杆挤出机等，但挤出 成型的原理是相似的。
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（2）根据产品的品种、尺寸，选好机头规格， 按顺序将机头装好：安装机头法兰、模体、口 模、多孔板以及过滤网。 （3）接好压缩空气管，装上机头加热圈，检 查用水系统。 （4）调整口模各处间隙均匀一致，检查主机 与辅机中心线是否对准。 （5）检查挤出机各个部分，确认设备是否正 常。
实验1—塑料挤出造粒
一、 实验目的
1. 通过本实验使学生了解双螺杆挤出机的结构组 成及工作原理，熟悉挤出成型的原理，了解挤出 工艺参数对塑料制品性能的影响。 2. 掌握挤出成型的基本操作，熟悉塑料改性的方 法，探讨不同配方、加工工艺对材料性能的影响 关系，加深对挤出理论的理解。
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3. 实验完毕停车 （1）停止加料，将挤出机内的塑料全部挤出， 关闭主机、辅机的电源。 （2）趁热消除机头的残留物料，整理各个部 分，待机头冷却后，打开机头连接法兰，清理 多孔板及机头的各个部件，清理时应使用铜棒、 铜片，如果机器长期不用，还要涂上少许机油。
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（6）观察挤出料的外观质量，记录在挤出物 均匀、光滑时各个加热段的温度、压力等工艺 条件，记录运转正常后一定时间内的挤出量。 （对于不同的实验配方，要记录各个配方之间 挤出量、工艺条件的差异。） （7）完成一个改性配方后，在更换物料以前， 必须将前面的物料挤出完毕，才能更换物料， 更换物料之前必须确定工艺条件。
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南京理工大学机械工程学院研究生研究型课程考试答卷课程名称：材料动态特性实验考试形式：□专题研究报告□论文√大作业□综合考试学生姓名：学号：评阅人：时间：年月日材料动态特性实验一．实验目的：1、了解霍普金森杆的实验原理和实验步骤；2、会用霍普金森杆测试材料动态力学性能。
二．实验原理：分离式Hopkinson 压杆的工作原理如图1.1所示装置中有两段分离的弹性杆,分别为输入杆和输出杆,短试样夹在两杆之间。
当压气枪发射一撞击杆(子弹),以一定速度撞击输入杆时,将产生一入射弹性应力脉冲,随着入射波传播通过试样,试样发生高速塑性变形,并相应地在输出杆中传播一透射弹性波,而在输入杆中则反射一反射弹性波。
透射波由吸收杆捕获,并最后由阻尼器吸收。
图1.1 现在的Kolsky 杆装置示意图根据压杆上电阻应变片所测得的入射波、反射波、透射波,以及一维应力波理论可得到如下的计算公式。
试样的平均应变率为:)00t r i l cεεεε--=（ （1-1）试样中的平均应变:dt l c t r i s ⎰--=)(00εεεε （1-2）试样中的平均应力:)(20t r i A AE εεεσ++= （1-3）式中t r i εεε，，分别表示测试记录的入射、反射和透射波,C 0是弹性纵波波速,C=5189m/s,L 0为试样的初始长度,E 为压杆的弹性模量,A/A 0为压杆与试样的截面比。
由应力均匀化条件可知:r i t εεε+= (1-4)将公式(l 一4)代入(1一l)!(l 一2)!(l 一3)式可得t s E A A εσ0= (1-5)⎰-=dt l c r s εε002 (1-6)一般采用公式(l 一5)、（1一6)来计算材料的动态应力一应变行为。
该试验技术作了如下几个假定:(1)一维假定弹性波(尤其是对短波而言)在细长杆中传播时,由于横向惯性效应,波会发生弥散,即波的传播速度和波长有关。
Pochhammer 最早研究过波在无限长杆内的色散效应,但当入射波的波长(可由子弹的长度来控制,即波长为子弹长度的2倍)比输入杆的直径大很多时,即满足必/兄<<1时,杆的横向振动效应,除波头外,可作为高阶小量忽略不计。
子弹和输入杆都假定处于一维应力状态,可直接利用一维应力波理论进行计算。
(2)均匀化假定压缩脉冲通过试样时,在试样内发生了多次波的反射。
由于压缩脉冲的持续作用时间比短试样中波的传播时间要长得多,使得试样中的应力很快趋向均匀化,因此可以忽略试样内部波的传播效应。
(3)不计导杆与试样端部的摩擦效应由于试样和导杆加工时表面的不光滑,以及导杆横向变形的不均匀,在试样与输入杆的接触面会产生摩擦,这使得试样处于复杂的应力状态,给试验数据的处理带来不便,因此在数据处理时不考虑摩擦效应。
这就要求在试验时,尽量减少摩擦,使误差降到最低程度。
SHPB系统已在测试材料动态力学性能中得到了广泛的应用,但是该系统测试的精度受到一些不利因素的干扰,影响测试结果的可信度。
影响SHPB试验精度的主要因素如下:(1)弥散效应在SHPB试验技术中,一切分析都是以一维假定作为基础的。
根据一维假定,任意一个应力脉冲都是以C。
(仅与材料性质有关的常数)的速度在压杆中传播。
然而这一假定忽略了杆中质点的横向惯性运动,即忽略了杆的横向收缩或膨胀对动能的贡献,因此是一个近似假定。
用电阻应变片测得的应变波形中,波峰上叠加的高频振荡就是波形弥散的结果。
由此而求得的应力应变曲线中的上下震荡常常掩盖了材料本身的特性,造成了数据处理上的困难,有时还容易将曲线中的第一个振荡误认为是材料的上、下屈服点。
为了尽量减少弥散效应对试验的影响,通常由两个办法:第一个办法是减小压杆的半径,要求半径r与应力脉冲宽度λ的比值λ/r<0.1。
这一点已在SHPB装置设计时予以考虑,因此波形在Hopkinsno压杆中的弥散可以忽略不计。
第二个办法是数据处理时尽量选用透射波以及在打击端附上一层柔性介质。
经过试件的透射波形及经柔性介质过滤的入射波形的高频振荡均已大大减弱。
(2)惯性效应SHPB试验是在冲击载荷作下进行的,试件的变形速率很高,因此,作用在试件上的外力做功,除转化为试件的应变能以外,尚有部分转化为试件的横向动能和纵向动能。
这就是试件质点的运动所引起的惯性效应。
(3)摩擦效应在应力脉冲作用下,界面处压杆和试件的横向运动不同,由此产生的摩擦力破坏了试件的一维应力状态,影响了径向应力应变分布的均匀性,使测得的应力应变曲线高出真正的曲线。
此即所谓界面的摩擦效应。
(4)波动效应在SHPB试验中,波在试样内只需经过两、三个来回,即可使试样的状态均匀,又由于脉冲的宽度远大于试件的厚度,因此在应力脉冲作用的大部分时间内,试件处于均匀状态。
然而,在应力脉冲作用的最初阶段,试件内部的状态是不均匀的,此即所谓试件的波动效应。
为讨论试件均匀假定的有效性,Shapre和Hoge(1972年)采用干涉应变计测试件中点处的应变并与计算值(已采用均匀假定)比较。
结果表明,当应变大于1%时,两者很一致,即均匀假定是有效的。
但当试件应变小于1%时,两者不一致,均匀假定是不好的。
因此,利用SHPB试验技术得到的应力应变曲线,其初始阶段是不可信的,据此所确定的动态弹性模量及动态屈服点也是不可行的。
由此可见,如果试样尺寸较短,则可望获得较长的均匀加载的时间,减小波动效应对试验精度的影响。
(5)二维效应在SHPB试验中,试样的径向尺寸应尽量与压杆接近(面积匹配),以保证一维假定的有效性。
然而在很多情况下,无法保证面积的匹配,因此,由于试件半径减少,面积失匹引起的二维效应必须考虑。
KIrliasl(1983年)专门讨论了此问题,结果表明,当试件(与压杆为同种材料)直径仅为压杆的1/2时,表现出明显的二维效应。
SHPB装置虽然已经广泛应用于材料高应变率压缩试验,但是该装置的应用还处于发展阶段,还没有一个统一的标准来规范,采用不同的SHPB装置和不同的试样尺寸试样进行试验得到的结果可能会有较大的差别,从而影响了试验的可重复性,使试验结果准确性受到怀疑"对于一套SHPB装置,应该通过对测试结果的精度进行评估,找出与装置匹配的最佳的试样尺寸。
但理论分析显示,不同效应对试样尺寸的要求是有所差别甚至是矛盾的,这就要求我们通过试验对不同尺寸试样结果的精度进行评估,确定一个误差在工程允许的尺寸范围。
三.SHPB试验装置组成：1．压杆(输入杆和输出杆)：大杆(37，铝杆)测量泡沫材料；小杆(14，钢杆)测量金属材料；锥形变截面杆(74，钢杆)测量混凝土材料。
2．子弹：60mm~2000mm，越长则加载脉冲越长(子弹的两倍)，可增大测量应变，弹速越高则测量应变率越大，试验前应用铜杆捅入枪膛底部，使气体充分排出。
3．枪膛：发射子弹，注意装卸前应先卸下输气铜管，用专用扳手进行。
输气铜管弯在线盒内，外露部分应平直。
输气铜管与枪膛连接前应垫上防漏胶带。
4．阻尼器：吸收输出杆能量，每次试验应靠近输出杆放置。
5．应变片：入射杆上为两片串联(消除弯曲效应)的电阻应变片，接在LP1~4任意通道，透射杆上为两片串联的电阻应变片(透射信号较强，如金属材料)或两片串联的半导体应变片(透射信号较弱，如泡沫材料和混凝土材料)，接在LP5~8任意通道，两处应变片均由总面板通过超动态电阻应变仪与电脑连接。
6．测速仪：测量子弹速度。
单独电源(5V)，接在START和STOP后，通过总面板与读数装置相连。
7．动态电阻应变仪：将应变信号转化为电压信号。
给应变片并联一个较大的电阻并串联一个可调电阻(增益)，放大信号到电脑，共5通道(CH1~CH5)，每通道用转换开关选取。
注意每一通道所并联的电阻值不一样。
如果干扰信号较大，应将每一通道下的白色按钮置于limited档。
接线时，面板导线在每一通道的上边，下边的电脑导线有编号，该编号表示动态电阻应变仪上所连接通道与电脑显示通道的对应关系；8．电脑：记录试验信号并处理。
9．储气钢瓶及气压控制器：储气钢瓶用旋钮开启，用十字扳头控制气压，气压不够应换瓶；气压控制器用钥匙控制输出气压，用充气按钮输气，用放气按钮中途停止充气，试验结束后，应反复按充气与放气按钮，使气压完全降下来，并关闭储气钢瓶旋钮。
10．Shaper：为一铜片，用于混凝土材料延长升时。
Shaper的直径和厚度不同，一般直径越大，厚度越小则升时越短。
实际输入波为通过Shaper的透射波，波形成为三角波，上升段上凸教好。
防止损伤子弹与压杆，将Shaper 粘在两个垫片之间，并用套筒套在输入杆上。
使用Shaper应变率降低，为获得高应变率，可考虑不使用Shaper并采用预留间隙法，参见文献。
11．万向头和垫片：用于混凝土材料，解决端面接触不良和压杆损伤问题；四、试验准备工作1．架杆并连线，注意绝缘与接线问题，避免出现较大的干扰信号，引起误触发。
测量输入和输出杆应变值(电阻应变片为R g1=240Ω左右，半导体应变片为R g2=244Ω左右)。
2．清理压杆及附属装置(万向头和垫片等)。
3．对杆，使子弹与输入杆，输入杆与输出杆水平对齐，通过调节压杆支座进行。
4．应变片静标测量标定电压∆U ci：⑴调节各参数：①存储通道：纪录需存储信号的通道及数据记录长度；②时基：数据采集速度，应变片通道用500ns(0.5μs，2MHz)以上；③预置延迟：记录信号的起始点，输入一负值并调节直至合适；④电压量程：一般电阻应变片标定时用0.5V，半导体应变片标定时用0.2V，也可以自由选择；⑤耦合：用直流(DC)或交流(AC)，；⑥触发允许：用哪一个通道触发，静标时每个应变片依次触发；⑦触发方式：一般用上沿(Rise)触发；⑧上下沿电平：消除干扰信号引起的误触发，主要控制上沿电平；⑵应变片静标：选择通道及并联电阻(一片电阻应变片并联60k Ω，两片半导体应变片并联15K Ω)，调节增益，使得标定电压适中(标定与测量既不能超量程，也不能太小，影响测量精度，一般混凝土测试，标定电压300mV 左右)。
静标多次，取波头的平均值，分别为∆U ci 。
注意数据处理程序所输入的电压高度为测量量程标定量程U U U U ci ci /'∆=∆5．应变片动标测量灵敏度系数K di ：⑴参数调节：触发统一用一个通道(输入或输出)；量程相应变化——不要超量程；⑵动标：①选择触发通道及其并联电阻；②将输入杆与输出杆对接(涂抹凡士林)，连接并检查测速仪；③打开钢瓶，调整输出气压，选择控制气压；④按F1采集数据后充气；⑤检查各通道记录数据，其中输入杆和输出杆通道得到∆U i ' (利用基线上移得到平台后读取，注意按1)式得到标定量程下的∆U i )，利用测速仪读数装置得到的时间差∆t (μs)，则用下式计算弹速)ms (/)mm (50't v ∆=对于直杆，该弹速即压杆速度v ，对于锥形变截面压杆'4.0v v =。