在汽車、運輸、包裝及其它軍事和民用領域中，工程材料可能會遇到像高速碰撞、爆炸這樣的沖擊加載情況，了解材料在沖擊加載下的力學響應，有助于各類材料的工程應用和工程設計。
對于材料來說，其在動載下的力學性能和在靜載下的力學性能是不同的。與準靜態(tài)實驗相比，進行高應變率下的動態(tài)實驗，依然是一個不小的挑戰(zhàn)?；羝战鹕鞂嶒?，對于有效并精確地獲取材料的應變率相關的應力-應變曲線，是非常好的動態(tài)實驗方式。
大家都知道，常規(guī)靜態(tài)拉伸，研究的是處于靜力平衡狀態(tài)下的材料，以忽略材料的慣性作用為前提。爆炸/沖擊載荷以載荷作用的短歷時為其特征，在這種條件下，材料處于隨時間迅速變化著的動態(tài)過程。
霍普金森桿拉伸實驗，可測得材料在高應變率（102-104/s）下的應力-應變曲線。強沖擊載荷所具有的在短暫時間尺度上發(fā)生載荷顯著變化，同時也意味著高加載率或高應變率，所測得的可變形材料的應力-應變曲線，是研究該材料試件動態(tài)力學特性的重點。
為獲得某種新型材料在動載下的動態(tài)力學特性，專注于材料開發(fā)及工程力學應用研究的某研究所，利用霍普金森桿拉伸實驗，借助新拓三維的dic分析系統(tǒng)和分析軟件，對材料試件進行高應變率動態(tài)拉伸力學實驗。
圖：該研究所材料樣件
該研究采用霍普金森桿裝置，用于材料動態(tài)力學性能的測試，應變率范圍102-104s-1?；驹頌椋寒敇屘胖械拇驌魲U（子彈）以一定速度彈入輸入桿時，在輸入桿中產(chǎn)生一個入射脈沖，應力波通過彈性輸入桿到達試件，試件在應力脈沖作用下產(chǎn)生高速變形。
應力波通過試件同時產(chǎn)生反射脈沖，進入彈性輸入桿和投射脈沖進入輸出桿。測速器可以獲得子彈的打擊速度，粘貼在彈性桿上的應變片，記錄應變脈沖計算材料的動態(tài)應力、應變參數(shù)。
圖：實驗原理圖
針對該研究所的dic分析系統(tǒng)實驗測量需求，新拓三維技術工程師采用兩個高速相機（百萬像素、16000幀），實驗時分辨率調(diào)為768X96、采集頻率100000幀，鏡頭選24-70mm。
圖：霍普金森桿拉伸實驗現(xiàn)場
dic費接觸測量檢測流程包括：試件制備、將試件放置在合適位置、調(diào)節(jié)相機、鏡頭相關參數(shù)。
圖：調(diào)節(jié)焦距
滿幅面下（1280X800），128x96標定板進行標定，偏差0.02。相機分辨率改為768X96，進行實驗。
圖：相機標定
實驗完成后，采用后觸發(fā)采集數(shù)據(jù)，然后XTDIC系統(tǒng)軟件對數(shù)據(jù)進行計算。
dic非接觸測量實驗數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)要求：
１、在被測材料試件中，左、中、右選三個點，繪制真實、工程主應變、次應變曲線，并計算應變率。
2、沿一條直線上的主應變、次應變曲線。
3、剪切位移、應變云圖。
該材料最大應變能達到60%左右，最大應變率能達到1800s-1左右，因為實驗時子彈速度由氣罐壓力控制，所以子彈速度難免存在初始誤差。由此，在具體實驗時施加不同氣壓，有時一次能拉斷，有時幾次能拉斷，有時拉不斷。
圖：應變場與位移場
圖：軸向截線上應變分布
dic分析系統(tǒng)材料實驗總結
數(shù)值模擬，已在工程設計中發(fā)揮著重要作用，而進行數(shù)值模擬的前提，是要建立一個材料在各種應變率下的精確應力-應變曲線。
利用霍普金森桿拉伸實驗，該研究所成功采集到了材料試件在動態(tài)拉伸過程中的應力-應變曲線，有助于材料的數(shù)值模擬，助力材料的工程應用和工程設計。
