1. 简介
Hopkinson压杆，又称为Kolsky压杆，是一种用于材料高速变形测试的设备。这种设备是由美国物理学家、Hopkinson压杆的发明者Bertram Hopkinson与美国加州理工学院教授古尔德和Kolsky在20世纪50年代共同研究开发出来的。它最初的用途是用于研究高爆炸下的材料变形规律，并且逐渐发展成为一种广泛用于材料科学、土木工程、逆向工程、生物力学等领域的重要测试设备。
2. 设备的结构与原理
Hopkinson压杆由两个独立的杆状体系组成，一个为压杆系统，一个为动态杆系统。这些杆状体系是由一个带有冲击物的宽板连接而成。压杆用于为样品施加静态压力，动态杆用于将仪器的机械能传递到样品并测试材料的反应。使用Hopkinson压杆设备时，样品与压杆接触，压杆向杆状系统施加压力，同时动态杆将材料挤压，使其在短时间内获得高应力和应变率，从而能够获取材料在高速冲击下的应变和变形规律。
3. 优点
Hopkinson压杆设备的优点在于能够提供非常高的应变速率，以及高精度和低能耗的特点。通常，压杆的长度可以根据需要来拓展或减小，其直径越小，能获得的应变速率也越高。设备可以非常精确地在优化间隔时间和动量的同时，测量样品的反应和振动数据。最重要的是，Hopkinson 压杆可以减少样品中残余能量的影响，从而减少材料的损伤。
4. 应用
由于它的优点，Hopkinson压杆被广泛应用于不同领域的应变率测试。它可以应用于材料科学、军事和民用爆炸研究、多种工程应用、以及动物组织试验中。例如在材料科学领域， Hopkinson 压杆可以有效地用来测量金属、复合材料等材料在高速冲击下的应变率和变形规律。在军事和民用爆炸研究领域，Hopkinson压杆可以测试材料在高爆炸条件下的物理性能，以及较高应变速率下材料波及的航空航天和防弹材料的发展。在医学和工业领域，Hopkinson压杆可以将细胞和生物体中的反应与运动测量，以及检测结构和工艺材料的性能。
总之，Hopkinson压杆设备是一个高速、高精度和低能耗的测试设备，已成为科学和工程领域必不可少的工具。
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