ICS 77.040.10 H 22
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T32967.12016
金属材料 高应变速率扭转试验
第1部分：室温试验方法
Metallic materials-Torsional test method at high strain rates-
Part 1:Method of test at roomtemperature
2016-08-29发布
2017-07-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T32967.1—2016
目 次
前言引言
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
符号及说明试验原理试验设备试样试验程序试验数据处理 10 试验结果有效性评估 11 试验报告附录A（规范性附录）分离式霍普金森扭杆附录B（规范性附录） 数据测试系统附录C（资料性附录） 人射波、反射波和透射波起点的确定方法附录D（资料性附录） 分离式霍普金森扭转试验方法数据处理公式附录E（资料性附录） 金属材料高应变速率室温扭转试验示例·
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9
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16 GB/T 32967.1—2016
前言
《金属材料高应变速率扭转试验》和GB/T30069.1《金属材料 高应变速率拉伸试验 第1部分：弹性杆型系统》与GB/T30069.2《金属材料 高应变速率拉伸试验 金第2部分：液压伺服与其他试验系统》共同构成了评价材料不同应力状态下和应变速率条件下材料性能的试验方法
GB/T32967《金属材料高应变速率扭转试验》拟分为若干部分，本部分为第1部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分由中国钢铁工业协会提出。 本部分由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本部分起草单位：中国工程物理研究院总体工程研究所、钢研纳克检测技术有限公司、太原理工大
学、中国科技大学、西北工业大学
本部分主要起草人：徐伟芳、高怡斐、胡文军、陈刚、赵隆茂、胡时胜、郭伟国。
II GB/T 32967.1—2016
金属材料高应变速率扭转试验
第1部分：室温试验方法
1范围
GB/T32967的本部分规定了采用分离式霍普金森扭杆对金属材料开展高应变速率扭转试验的术语和定义、符号、试验原理、试验设备、试样、试验程序、试验数据处理、试验结果有效性评估和试验报告等内容。
本部分适用于室温下对金属材料在应变速率范围为10°s-1～103s-1时剪切应力-剪切应变曲线等力学性能的测定。
注：其他类型可施加高应变速率剪切加载的试验参照执行，
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单)适用于本文件。
GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备 GB/T 10128 金属材料室温扭转试验方法 GB/T 10623 金属材料 力学性能试验术语 GB/T 13992 金属粘贴式电阻应变计 GB/T 30069.1 金属材料 高应变速率拉伸试验 第1部分：弹性杆型系统 JJG 623 电阻应变仪
3术语和定义
GB/T10623界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
应力波 stresswave 应力扰动在介质中的传播形式。
3.2
弹性应力波 elastic stresswave 在弹性介质中传播的应力波。
3.3
弹性剪切波 elastic shear wave 在介质中传播剪切应力的弹性应力波，其质点运动方向与波传播方向垂直
3.4
波阵面 waveinterface 应力扰动区域与未扰动区域之间的界面。
1 GB/T32967.1—2016
3.5
弹性剪切波速 wave velocity C, 弹性剪切波波阵面的传播速度。
3.6
分离式霍普金森杆 splitHopkinson bar 利用弹性应力波对两长杆之间的试样进行加载并测试其材料动态力学性能的装置。长杆称为波导
杆，分为输入杆和输出杆。 3.7
分离式霍普金森扭杆 torsional split Hopkinson bar 利用弹性剪切波测试材料在高应变速率下的剪切应力-剪切应变曲线等力学性能的分离式霍普金
森杆。 3.8
入射波 incidentwave 在输入杆中产生且向试样传播的弹性应力波
3.9
反射波 reflected wave 由试样-输人杆界面反射回输人杆的弹性应力波。
3.10
透射波 transmittedwave 由试样-输出杆界面透射到输出杆的弹性应力波
3.11
平均工程塑性应变速率 average engineering plastic strain rate
工程塑性应变速率历程的平均值。 3.12
标距 gauge L, 试样的薄壁段长度。
符号及说明
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本部分使用的符号及其说明见表1。
表1符号和说明
符号
单位
说明霍普金森扭杆
输人杆中应变计离试样端的距离输出杆中应变计离试样端的距离波导杆中的弹性剪切波波速
a1 α2 C. Ps
mm mm mm/ms g/mm
波导杆的密度
2 GB/T32967.1—2016
表1(续) 说明
单位 mm mm MPa mm N·mm mm* MPa
符号 DeT Hb G LeLiLT M max J
波导杆的直径和半径
波导杆长度波导杆的剪切模量
储能段、输入杆和输出杆的长度储能段施加扭矩的最大值
波导杆的极惯性矩波导杆材料的剪切屈服强度
TY
试样
试样的密度试样的剪切模量圆形法兰直径
g/mm* MPa mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm ms=1 mm/ms
p. G. D D; di d: H Hi Ls r. 8 I i. c.
正六边形法兰的内接圆直径
薄壁段内径薄壁段外径总长度法兰长度标距薄壁段中面的半径薄壁段厚度薄壁段过渡圆弧半径剪切应变速率试样材料的弹性剪切波速
试验材料的力学性能参数平均工程塑性应变速率
3 Y. T, Ue; U, Ur n1n2n3 入 ~ T T。 △T At 3
ms-1 MPa V V V
工程剪切应变工程剪切应力
应变测试系统
第通道的应变标定时的电压值，j=1,2，，n
第i通道测试信号的电压，j=1,2，，n
桥压
测试信号
入射波、反射波、透射波起点对应的数据点序号
人射波的脉冲宽度
ms ms ms ms ms ms ms
时间应力波作用时间
工程剪切应力-时间曲线中屈服强度对应的时刻
采样时间间隔人射波上升沿时间长度
时间变量
3 GB/T32967.1—2016
表1(续) 说明
符号 w E; EIERET 注：在数据处理过程中，剪切应变速率和平均工程塑性应变速率的单位为ms-；在结果表述时，宜将其单位换算
单位
弹性剪切波产生的工程弹性应变第j通道的应变测量值，j=1,2，,n
分别由人射波、反射波和透射波产生的工程弹性应变
成为s-1。
5试验原理
在室温条件下.使用分离式霍普金森扭杆通过一定方式在输入杆中产生剪切应力波：向试样传播对
其进行加载：并在试样两端产生反射和透射（见图1），分别在输人杆和输出杆中形成反射波和透射波：根据一维应力波理论，利用应变计测得的入射波、反射波和透射波信号（见图2）获得试样的应力和应变历程[式（1)～式（3)］，进而得到在特定应变速率下的剪切应力-剪切应变曲线等剪切力学性能，
Y.(t) = 2r,·Ch [E(t)+ER(t)—ET(t)
......( 1 )
r.L 2r..Ch!
[() +ER() —ET()]d
Y(t) =
....(2)
rh.L.
G.ri.
[()-ER()()
T,(t) :
.....(3)
4r?.8.
式中： C,=/G/pb
sW/画期
距离/mm
1
<
L
2
L3
2 L4
说明：
输入杆；
1
2 应变计；
试样；输出杆。
3 4
图1 分离式霍普金森扭杆的测试原理示意图
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