在航空航天及军工研究领域中，许多材料及结构都是在高速冲击、瞬间变形的使役条件下应用，材料在高应变[YingBian]率下的冲击力学性能是军工及航空材料、部件研究和设计必不可少的技术[JiShu]基础数据。随着轻质高效纤维增强复合材料在军工及航空上的大量应用，对应变[YingBian]率高敏感的纤维增强复合材料力学响应，特别是超高[ChaoGao]应变[YingBian]率下的拉伸[LaShen]特性的研究倍受重视。通过对爆炸[BaoZha]膨胀[PengZhang]自由[ZiYou]环拉伸[LaShen]技术[JiShu]优化设计，利用应变[YingBian]片电测技术[JiShu]，进行了针对纤维增强复合材料在超高[ChaoGao]应变[YingBian]率下的冲击拉伸[LaShen]性能的实验研究。

一、引言

航空航天及军工研究领域中，分离式Hopkinson拉伸[LaShen]实验技术[JiShu]以及其变形的转盘式拉伸[LaShen]装置等均可实现102～103/s应变[YingBian]率下纤维增强复合材料的拉伸[LaShen]实验，对于装甲防护、弹箭技术[JiShu]等所要求的大于103/s的超高[ChaoGao]应变[YingBian]率下复合材料的拉伸[LaShen]特性，分离式HoDkinson拉伸[LaShen]技术[JiShu]就难以做到。在国外，爆炸[BaoZha]自由[ZiYou]膨胀[PengZhang]环拉伸[LaShen]技术[JiShu]是超高[ChaoGao]应变[YingBian]率下试验[ShiYan]被较多采用的方法。爆炸[BaoZha]自由[ZiYou]膨胀[PengZhang]环法从20世纪60年代出现以来，经过学者和研究人员的多次改进，其测试应变[YingBian]率不断提高，LosAlomos国家试验[ShiYan]室用改进装置使试验[ShiYan]应变[YingBian]率达到105/s，许多材料利用爆炸[BaoZha]自由[ZiYou]膨胀[PengZhang]环拉伸[LaShen]技术[JiShu]实现了在超高[ChaoGao]应变[YingBian]率下拉伸[LaShen]特性的试验[ShiYan]研究。

二、爆炸[BaoZha]膨胀[PengZhang]拉伸[LaShen]实验基本原理

爆炸[BaoZha]膨胀[PengZhang]环自由[ZiYou]拉伸[LaShen]的实验原理可见示意图1。中心装药引爆后应力波沿芯环径向外传，当应力波传至被测材料薄环外表面时，将向内沿径向反射一个拉伸[LaShen]卸载波。由于芯环与试验[ShiYan]薄环的材料不同，它们的声阻抗和质量不同(一般芯环声阻抗比试验[ShiYan]薄环声阻抗大)，试验[ShiYan]薄环便脱离芯环进入自由[ZiYou]膨胀[PengZhang]状态。试验[ShiYan]环在径向外胀过程中，因受周向拉应力约束将做减加速运动。经测量分析膨胀[PengZhang]环的减加速度基本为一常数。

树脂基纤维增强复材超高[ChaoGao]应变[YingBian]率拉伸[LaShen]（一）