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水凝胶在生物医学、结构仿生、环保和农业等领域有着广阔的应用前景。近年来随压入法的应用从金属材料推广到高聚物、水凝胶和生物组织等的粘弹性材料,不少学者报道了粘弹性压入法受到诸多实验条件的影响,其应用也受到了一定限制。另一方面,对聚乙烯醇(PVA)水凝胶这种关节软骨替代材料来说,在应用时往往涉及冲击荷载工况,且它是在溶液环境中工作的。因而对这类材料在溶液中的冲击特性研究是十分必要的。分离式霍普金森压杆(SHPB)是目前最重要的材料冲击特性的测试手段,然而目前几乎没有关于溶液环境中SHPB实验的报道。针对上述这两个问题,本文提出了基于最优加载速率的压入测量法;设计了适用于溶液环境的SHPB装置,并对水凝胶在溶液中的冲击特性进行了测试。本文的主要研究内容包括:(1)借助数值仿真的研究手段,分析了PVA水凝胶试件尺寸与最大压入深度的比值对试件压入行为的影响,并给出了最大压入深度的建议范围。以此为基础,开展了不同压入速度下PVA水凝胶的压入实验,分析了压入速度和PVA纤维含量对试件压入行为的影响。(2)从理论上分析并修正了作为粘弹性压入法测量原理的Lee-Radok解,借助数值仿真手段考察了加载速率对传统压入法测量结果的影响。定义了压入实验中的伪耗散功,并以之为标准衡量水凝胶在单次加卸载循环中粘性表现的程度,进而确定能有效提高测量结果可靠度的最优加载速率。最后用实验验证了这种基于最优加载速率的压入法测量的有效性。(3)在双子弹电磁驱动的聚碳酸酯SHPB装置的基础上,设计并安装了溶液系统,并通过空杆实验证实了该系统对原装置的可靠性并无影响。开展了一系列水中SHPB实验,并结合数值仿真手段,深入分析了透射信号的有效性,提出了从原信号中去除水引起的干扰信号而获取试件有效信号的方法。以此为基础,测试并分析了PVA水凝胶在溶液中的冲击特性。