PVDF管压电薄膜的hopkinson压杆装置

PVDF管压电薄膜的hopkinson压杆装置

   所有挂杆是马氏体时效处理钢，并其有19mm直径。入射杆和透射杆长分别为1.524 rn和2.133m。长2.133m的透射杆分成两段、靠近试样的杆长为609mm。一片长25mm宽22mm的PVDF管压电薄膜夹在这两段杆中，压电溥膜与透射杆之间用很薄的塑料薄膜绝缘，杆与薄膜之间涂有很薄的油脂以实现波阻抗的匹配。为了给PVDF压电薄膜提供一个预压力，透射杆末端与能最吸收块之间嵌入弹性硬橡胶垫，并且装在透射杆上的单向阻挡装置仅允许两段透射杆给PVDF管电薄膜施加压力。从以上研究得知，PVDF管电薄膜的压电常数D33随温度和托力变化，同时将透射杆分为两段来镶嵌PVDF管压电薄膜是否会影响透射信号。故在此需研究以下几个问题:l)在某个力范围内压电常数D33波动误差是否可忽略? 2)镶嵌在Hopkinson 压杆之间的PVDF管托电薄膜动态响应会如何?3)山十应力波在任何变截而或阻抗变化区会有反射，将透射杆分为两段来镶嵌PVDF管压电薄膜足否影响真实的透射信号?4) PVDF管压电薄膜的灵敏度到底如何?为了回答以上问题、进行了大量的不同幅度、不同加载脉冲形式的试验。我们知道，用Hopkinson压杆测试软体材书卜时透射杆上的应变信号非常小，即其最大应力很小。所以刘PVDF管托电薄膜的动态响应以及在小的冲击力力范围内的D33首先进行了动态校准。校准方法是，将透射杆上所获得的应变小信号高倍放大，同时与PVDF 管压电薄脱所测得的透射信号对比。对这一方波脉冲，PVDF管的均动态响应与应变计一致,PVDF管压电薄膜处在入射杆应变计与透射杆应变计之间。且镶嵌的PVDF管压电薄脱不影响真实的透射信号。通过不同幅度的加载信号试验，当调整衰减电容器可有效获得透射信号，针对低阻抗的泡沫铝，压电常数D33在所测力范围内波动误差很小。对几毫伏的透射信号，透射杆上应变计输出和PVDF管输出对比。透射杆上应变计是几毫伏并且有很大的噪声，而PVDF输出是250倍应变计输出且曲线光滑。这些突显了PVDF管压电薄膜具有很高灵敏度的优点。

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