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，对应变率高敏感的纤维增强复合材料力学响应，特别是超高应变率下的拉伸特性的研究倍受重视。通过对爆炸膨胀自由环拉伸技术优化设计，利用应变片电测技术，进行了针对纤维增强复合材料在超高应变率下的冲击拉伸性能的实验研究。

一、引言

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

二、爆炸膨胀拉伸实验基本原理

爆炸膨胀环自由拉伸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卸载波。由于芯环与试验薄环的材料不同，它们的声阻抗和质量不同(一般芯环声阻抗比试验薄环声阻抗大)，试验薄环便脱离芯环进入自由膨胀状态。试验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。经测量分析膨胀环的减加速度基本为一常数。