1. 研究目的与意义（文献综述）

论文的目的及意义：橡胶（rubber）是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状 ，早期的橡胶是取自橡胶树，橡胶草等植物的胶乳，加工后制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的材料。高弹性的高分子化合物。分为天然橡胶和合成橡胶二种。天然橡胶是从橡胶树、橡胶草等植物中提取胶质后加工制成；合成橡胶则由各种单体经聚合反应而得。橡胶在三大高分子材料中由于具有不能被其它材料替代的独一无二的高弹性，被称为具有战略地位的材料，在国民经济和国防军工中有着十分广泛的应用。中国已连续多年在世界橡胶耗量和轮胎产量排行榜上位居第一。２０１２年，橡胶工业总产值已占我国 ＧＤＰ的１．６７％，全球三分之一[1]。

橡胶材料具有高弹性、低阻抗、黏弹性等力学特性，在汽车、船舶、电子、建筑及机械等行业中常用作冲击吸能和抗震材料，具有重要的社会和经济效益，同时在防护工程中也得到广泛应用，所以它们的动态力学行为及吸能特性受到普遍关注[2]。

本文主要探究橡胶类软材料在高应变速率下的应力状态等分析，采用的实验方法是霍普金斯拉杆，分离反射式动态拉伸shtb实验装置，是由霍普金森压杆的改进装置，主要由两根霍普金斯加载杆、试样区承压环，子弹杆，发射枪，测速系统及应变信号测试处理系统等组成，拉伸试样与两加载杆要有良好的连接，在两加载杆中间放入承压块和承压环，使其与加载杆端面形成紧密接触，吸收杆和加载杆预留一定间距[3]。吴鑫，钟原，宋立通过设计试验试件并利用mts静态拉伸机及霍普金森拉杆对焊点结构的焊核区进行了准静态及动态的拉伸实验，得到焊核区的力学特征[4]。分离式霍普金森压杆(shpb)，最初由kolsky[5]提出，已被广泛用于研究延性金属压缩流动行为的速率依赖性，典型的应变率范围为102~104 s-1[5]。该方法已推广到各种形式的分离式霍普金森拉杆(shtb)，用于动态拉伸特性的表征[6-8]。shtb技术是针对常见的工程材料，如金属[9，10]，聚合物[10，11]和复合材料[12，13]而发展起来的。分离式霍普金森压杆(shpb)试验是测定高应变率下材料应力应变响应最常用的方法之一[14]而本次实验也是采用霍普金斯拉杆实验，以往大多数都是测定橡胶材料的动态压缩力学性能，拉伸动态测定较少，本文主要探讨橡胶在高应变率下的应力响应，难点在于橡胶材料十分柔软，检测棒材中的小信号、监测动平衡、设计试样均匀变形、试样夹持和产生可重复的低幅加载脉冲，而这些挑战都能在实验设计方案上一一克服[15]。由于软材料的机械阻抗较低，为了提高信噪比，提出了管状或聚合物棒材[16,17]。本文采用管状棒材进行实验。

2. 研究的基本内容与方案

一、研究内容：

1、通过数值仿真设计合理的霍普金森拉杆装置

2、采用霍普金森拉杆测试橡胶复合材料的动态拉伸力学性能

3. 研究计划与安排

3.16-3.25：完成开题报告。

3.25-4.10：完成试样，并熟悉加载仪器

4.10-4.26：掌握ansys-dyna，并完成模拟

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张立群.橡胶材料科学研究的现状与发展趋势.《高分子通报》.2014.05.002.

[2] 张伟.郑鹏飞.刘陈等.动态冲击荷载作用下橡胶材料吸能率分析.兵器材料科学与工程.2012.09.

[3] 曲英章.彭刚 .冯家臣.一维霍普金森拉杆s h t b纤维增强复合材料动态拉伸实验技术.hopkinson杆实验技术研讨会.2007.11.01.