分离式霍普金森压杆实验装置用来测试材料的动态力学性能，有如下特点：首先，该实验装置测量方法十分巧妙，装置两端的压杆是细长杆，实验中压杆受力控制在弹性范围内，因此可采用一维应力波理论，忽略应变率效应，只考虑应力波的传播。夹在两压杆间的试样由于长度足够短，可以不考虑试样的惯性效应．而按均匀体考虑，这样，压秆和试样的惯性效应和应变率效应都解耦了。试样材料力学响应的应变率相关性可以通过弹性杆中应力波传播的信息来确定。另外，加载波形易测易控。

材料的力学性能是十分复杂的，它依赖于许多因素。不仅与材料本身的内部构造有关，而且与外部加载条件如加载速率、加载的大小有关。同时还受加载时的环境因素如温度、湿度以及围压等的影响。其中加载速率的影响是很重要的，许多材料在动态加载作用下的响应行为，与其在静态加载条件下的响应行为相差很大。不同的实验装置用于研究材料在不同应变率下的力学性能。分离式霍普金森压杆实验技术填补了准静态加载与超高应变率加载之间的部分空缺应变率范围，因此，分离式霍普金森压杆实验技术已经成为研究材料动态压缩力学性能一个最基本的实验手段。

SHPB实验装置从1949年问世以来，已经有六十多年了。它作为研究材料动态力学性能的最基本实验装置，得到了广泛的应用。当今，国内外一些从事材料动态力学性能研究的高校或单位，大多都建立了这套实验装置。在国内，二十世纪80年代初，中科院力学研究所率先设计加工了Hopkinson压杆装置，至今有这种装置的单位约有十多家，如中科院力学所、中国科技大学、中国工程物理研究院以及解放军工程兵三所等等。利用这些装置，已经做了大量的实验。

典型的SHPB测试装置如图2.1，试件被制成薄柱体，夹于两长的、高强度钢(或铝)杆之间(分别称为入射杆和透射杆)。高压气体驱动的子弹对入射杆进行撞击，在入射杆中产生入射应力波；该应力波对试件作用，在试件中产生应力波，同时在入射杆中产生反射应力波；试件中应力波再与透射杆作用，在透射杆中产生透射应力波。 

图2.1 分离式霍普金森压杆装置

2.1.2  SHPB实验原理

    SHPB实验技术建立在一维弹性波理论的基础上。一维弹性波理论有两个基本假定: 一维应力假定和应变率无关假定。其中一维应力假定的内涵为假定杆在变形时横截面保持为平面, 沿截面只有均布的轴向应力。

      根据一维假定，我们可以直接利用一维应力波理论确定试件材料的应变率 、应变 和应力 ：

进而可得到材料的动态应力—应变关系。式中的应力、应变均以压为正； 、 、 分别为入射应变脉冲、反射应变脉冲、透射应变脉冲； 为压杆的横截面积， 、 分别为压杆材料的弹性模量和压杆的一维弹性波波速， 和 分别为试件的原始横截面积和长度。

根据均匀假定，有 ，带入后可得更简单的形式：

 2.1.3  SHPB实验需要讨论的问题

    （1）一维应力假定受到挑战

    对于混凝土等土木工程材料，由于材料硬骨料粒径较大, 必须应用大直径压杆装置。对于大直径压杆由于受横向惯性影响, 二维弥散效应[13]已不可忽略，弥散常常引起应力，应变曲线的高频振荡, 而这种振荡常常掩盖了材料本身的力学特性, 从而降低了试验结果的精度。 matlab混凝土密闭空间内爆压力传感器匹配模型研究(3):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_70033.html