图5 G50钢动态压缩实验应力-应变曲线

（2）爆炸测试

常用的爆炸压力测试方法大致分为以下几种：机械法、应变法、压电法和压阻法。

机械式：机械式压力传感器曾经在早期的试验中广泛使用。由于机械惯性的存在，使它们不能响应快速变化的压力，因而研制了其它形式的压力传感器。但机械式依然有：结构简单、使用方便、可靠、抗振性能好、抗电磁干扰能力强等优点。因此，在大药量的试验中， 依然是测量空气冲击波压力的主要手段之一。这种传感器的最大缺点就是只能测量静态的峰值压力。在瞬态的压力测量中，严重的依赖脉冲宽度和流场的作用方向，只适用于大药量的爆炸测量。

应变式：因为力学学科的发展，应变测量技术发展比较成熟。早期的动态压力测量就应用了应变测量技术，发展了各种形式的应变式压力传感器。应变式压力传感器的形式较多。但它们的基本思想都是将压力转变为弹性元件的变形，通过测量该变形值来得出外加的压力。总的来说，这类压力传感器的响应频率较低，适用于大药量爆炸压力或较远距离的冲击波压力测量。

压电法：在外界压力作用下产生电荷效应，并使负载元件获得有用的电压或电流信号，这种效应统称为压电效应。利用这种效应制成的传感器称为压电传感器， 具有灵敏度适中、响应速度快、线性范围宽、过载能力强、体积小、重量轻、使用寿命长等优点。

压阻式：压阻式压力传感器是利用半导体材料的压阻效应制成的。它的特点是灵敏度高、线性迟滞误差小、响应快、工作频带宽、体积小、质量轻，对被测流场的干扰小，抗冲击性能也好。但用半导体压阻压力传感器测量冲击波压力时，传感器的输出具有100%的过冲， 必须采用低通滤波器滤波。因而压力测试系统的上限频率不高，限制了它在冲击波压力测试中的应用。

因为爆炸过程时间极短，通常100kHz以上的采样频率才满足信号的测试要求。故传感器的响应频率应为被测信号频率的5-10倍，工作频率应为被测信号的1.2-1.5倍。适用于爆炸过程的低压动态测量传感器有两种：一种是压电式，一种是压阻式。

图6为一种压阻法测试系统线路图。系统的整体结构应该是传感器和二次仪表及采集装置分开，二者采用专用电缆线相连， 以保证信号质量，同时信号线深埋于地下不影响自由场的分布。

图6 一种压阻式测试系统线路图

【参考文献】

[1] 赵鹏铎. 分离式霍普金森压剪杆实验技术及其应用研究[C]. 国防科学技术大学研究生院,2011.

[2] 常列珍，潘玉田，张治民等.一种调质 50SiMnVB 钢 Johnson-Cook 本构模型的建立[J]. 兵器材料科学与工程，2010，33(4)：68.

[3] 杨王玥，强文江等.材料力学行为[M].化学工业出版社，2009.

[4] 李国豪.  工程结构抗爆动力学[M].  上海科学技术出版社, 1989.

[5] Smith P D, Hetherington J G, Smith P D, et al. Blast and ballistic loading of structures[M]. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1994.

[6] R L Bruce. Blast overpressure prediction-modeling the uncertainties[J]. ASCE, Journal of Structural Engineering,1992.

[7] 徐慧,  杨靖海,  胡云昌.  可燃气体爆炸压力下海洋平台舱室围壁变形及破损计算[J].  天津大学学报, 2000, 5.

[8] 陶俊林. SHPB 实验技术若干问题研究[D].中国工程物理研究院，2005.

[9] 姜锡权,  胡时胜.  霍普金森杆实验技术发展综述[C].Hopkinson  杆实验技术研讨会会议论文集. 2007: 147-158.

[10] 郭伟国,李玉龙,索涛. 应力波基础简明教程[M]. 西安：西北工业大学出版社，2007.

[11] 田杰，胡时胜. G50 钢动态力学性能的实验研究[J].工程力学,2006,23(6):108.

本文由材料人编辑部学术干货组刘冠旗供稿，材料牛编辑整理。

材料人网专注于跟踪材料领域科技及行业进展，这里汇集了各大高校硕博生、一线科研人员以及行业从业者，如果您对于跟踪材料领域科技进展，解读高水平文章或是评述行业有兴趣，点我加入编辑部。

材料人网向各大团队诚心约稿，课题组最新成果、方向总结、团队访谈、实验技能等皆可投稿，优秀稿件一经录用，我们会奉上稿酬，请联系：邮箱[email protected] 或 QQ：97482208。

仪器设备、试剂耗材、材料测试、数据分析，找材料人、上测试谷！