主 办：爆炸科学与技术国家重点实验室
安全与防护协同创新中心
爆炸防护与应急处置技术教育部工程研究中心
报告题目：泡沫金属与超软材料的动态力学行为表征
报告人：汤立群 教授
华南理工大学
时间：2021年6月15日上午10:00
报告人简介：
汤立群，华南理工大学土木与交通学院工程力学系教授、博导。现为广东省力学学会理事长、中国力学学会常务理事、国际应用力学协会（IAAM）Fellow、中国力学学会固体力学专委会委员。《实验力学》副主编、《Mechanics of Advanced Materials and Structures》和《力学学报》编委。目前主要从事材料和结构的冲击与破坏行为研究，目前的主要研究方向包括：(1)非均质材料细观结构与破坏机理；(2)结构损伤与长期健康监测；(3)冲击动力学等。在非均匀材料方面，重点关注水凝胶、泡沫金属、先进混凝土等细观结构非均匀材料的细观特征表征、建模与仿真。作为负责人承担国家自然科学基金重点项目和面上项目、广东省应用型重大科技专项项目、广东省自然科学重点基金等科技项目多项。发表期刊论文170多篇，SCI索引收录80多篇。获省部级奖项四项，其中以第一完成人获2020年广东省科技进步二等奖。
报告摘要：
用霍普金森压杆（SHPB）表征泡沫金属材料的动态力学行为时，会面临试件变形非均匀问题，引发了SHPB技术是否可用于表征泡沫金属动态力学行为的争论。我们基于实验测试和含泡沫金属细观结构的数值分析，推荐了与胞孔直径相当的最优厚度、提出了“有效试件的概念”以修正SHPB测试结果，保障了SHPB技术在面对泡沫金属材料的可用性。
超软材料在SHPB实验中因载荷太小，存在透射波弱以及应变率难以精确控制等技术问题。我们通过发明双子弹电磁控制SHPB系统，以控制超软材料SHPB实验中的精密加载，实现了对水凝胶类材料的动态力学行为表征。
面对溶液环境，SHPB实验中的溶液传递载荷效应对测量结果的影响非常复杂，也是关系到SHPB技术是否可用。为此，我们搭建了包含溶液环境的SHPB系统，定量分析了溶液的载荷传递效应。高速图像显示，在恒应变率加载结束之前，水可被视为稳定流动，基于这种现象，通过简化流场的描述，建立了一种数据修正方法，通过推导试样变形和流体流场来修正水中试验的实验结果。实验与理论分析结果显示了我们建立的修正方法的有效性，同样地解决了溶液环境中SHPB测试技术可用性问题。
