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本文采用实验室试验和数值模拟相结合的方法,对花岗岩这种脆性材料的抗冲击性能和破坏形态进行分析。首先借助等直径(Φ50mm)的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统展开具体的冲击试验,对其波形图、应力应变曲线和破坏形态进行分析;其次,利用ANSYS/LS-DYNA仿真程序对花岗岩的破坏过程进行模拟,呈现出岩石破碎的具体过程。主要研究内容和结果如下,(1)为了借助SHPB试验系统获得更为准确的岩石这类脆性材料在高速冲击条件下的动态参数,针对现有系统存在的问题对试验系统进行了改进,利用直径为18mm、厚度为1mm的圆形铜片粘贴于入射杆的前端。从装置改装前后的波形图对比分析可以看出波形整形器对应力波进行了优化,原本激荡频率高的波形图变为半正弦波,呈平缓上升趋势且波形较为光滑;脉冲整形器能够大幅度减弱高频信号并使入射脉冲减速变缓,而且使反射波形状变得光滑平缓,应变率达到较为恒定的状态。(2)花岗岩试样在SHPB 一维撞击试验条件下,分别针对了 7种不同冲击气压值展开实验。当冲击速度或者应变率较低时,岩石试件破碎成两块截面为矩形,且呈现出典型的张拉破坏。随着冲击气压的增大,岩石碎块的尺寸越来越小,数目则不断变多,也就说明其应变率效应比较强。若应变率偏低,花岗岩试件的动力压缩破坏则以轴向劈裂破坏为主要形式,其断面如同拉伸破坏时的断面,当应变率增大时其破坏表现出向剪切破坏转变的趋势。(3)通过SHPB撞击试验的能量耗散分析,岩石破碎消耗的能量随入射能的增长而逐渐增长。当冲击波形和试件材性一定时,岩石破碎消耗的能量与入射能的比率稳定,基本上不随试件尺寸改变。(4)基于数值软件ANSYS/LS-DYNA,分析了不同气压条件下波形图的变化,模拟加载气压为0.15MPa条件下的破碎过程,探究花岗岩试件的破坏现象,并对0.15MPa冲击气压下的应力-应变关系曲线展开分析,总体上与试验结果相一致。