CN113484167A - 一种非晶合金的动态力学性能测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非晶合金的动态力学性能测试装置及方法。该装置包括：加载杆、缓冲装置、样品、应变片、紫铜片、超动态应变仪以及计算机数据采集系统；所述加载杆包括同轴依次设置的撞击杆、入射杆、透射杆和吸收杆。本发明在现有霍普金森杆实验基础上进行改进，增加了特定尺寸的波形整形器(紫铜片)、垫块、限位环以及回收装置，解决了非晶合金强度高、塑性差而造成的应力不均匀、非恒应变率变形、应力波弥散且难以回收等问题，通过改变整形器紫铜片的直径和厚度可改变非晶合金待测样品的应变率，准确获得非晶合金在高应变率下的动态力学性能。

Description

一种非晶合金的动态力学性能测试装置及方法

技术领域

本发明涉及材料动态力学性能测试技术领域，特别是涉及一种非晶合金的动态力学性能测试装置及方法。

背景技术

非晶合金具有高强度、高硬度、高断裂韧性、高弹性极限和良好的能量吸收能力，在冲击动力学领域有广阔的应用前景。为推进非晶合金在高速冲击领域的应用，非晶合金动态力学性能的研究很有必要。

霍普金森压杆技术是一种研究材料在高应变率下动态力学性能的实验方法。非晶合金由于强度高、塑性差，且受非晶形成能力限制难以制备大尺寸的块体材料，非晶合金样品在加载的极早期就发生破坏且难以回收观察其断口形貌，霍普金森压杆技术难以准确测试非晶合金的动态响应行为。目前，由于测试方法的复杂性和局限性，利用霍普金森压杆技术测量非晶合金的动态力学性能试验还未标准化。这会导致针对同种成分的非晶材料动态力学性能结果偏差较大。由于非晶合金的脆性，使得非晶样品在加载过程中应力不均匀、未达到恒应变率阶段就过早失效。另外，波在杆上的传播由于泊松效应会存在径向加速度从而产生径向的惯性应力，使得应力波振荡产生弥散。以上这些问题导致霍普金森实验技术很难应用到非晶合金的动态力学性能研究中。

发明内容

本发明的目的是提供一种非晶合金的动态力学性能测试装置及方法，用以准确获得非晶合金在高应变率下的动态力学性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种非晶合金的动态力学性能测试装置，包括：加载杆、缓冲装置、样品、应变片、紫铜片、超动态应变仪以及计算机数据采集系统；

所述加载杆包括同轴依次设置的撞击杆、入射杆、透射杆和吸收杆；所述缓冲装置设置在靠近所述吸收杆的一端；所述入射杆靠近所述撞击杆的端面中心粘贴有所述紫铜片；所述入射杆和所述透射杆的中间位置粘贴有所述应变片；所述样品放置在所述入射杆和所述透射杆之间；当所述撞击杆撞击所述入射杆时，所述样品发生形变，所述应变片以及所述超动态应变仪对采集到的入射波、反射波和透射波进行转化并发送至所述计算机数据采集系统；所述计算机数据采集系统将转化后的数据记录并保存为数据文件；所述数据文件为电压-时间数据点；所述计算机数据采集系统还用于对所述数据文件进行处理，得到所述样品的应力和应变；

所述紫铜片的直径与所述加载杆的直径之比为0.25～0.5；所述紫铜片的厚度与所述紫铜片的直径之比为0.125～0.5。

可选地，所述样品两侧设置有垫块；所述垫块的材质为马氏体时效钢，所述垫块的直径与所述加载杆的直径相同，所述垫块的高度大于所述样品的高度。

可选地，所述垫块与所述样品的接触面均涂有润滑剂。

可选地，所述样品下方设置有回收装置，所述回收装置用于回收试验后的样品。

可选地，所述样品的四周设置有限位环，所述限位环的材质为马氏体时效钢，所述限位环的外径与所述加载杆的直径相同，所述限位环的内径大于所述样品的直径的两倍，所述限位环的高度与所述样品的高度之比为0.9～0.95。

可选地，所述加载杆由55CrSi钢制成，直径为16mm。

可选地，所述入射杆、所述透射杆和所述吸收杆的长度为1000mm，所述撞击杆的长度为200mm。

本发明还提供了一种非晶合金的动态力学性能测试方法，所述方法应用于上述的非晶合金的动态力学性能测试装置；所述方法包括：

采集样品发生形变后的入射波、反射波和透射波；

对所述入射波、所述反射波和所述透射波进行转化并存储为数据文件；所述数据文件为电压-时间数据点；

对所述数据文件处理得到应变-时间和应力-时间曲线；

基于所述应变-时间和所述应力-时间曲线，得到应力-应变曲线；

基于所述应力-应变曲线得到所述样品的性能测试数据；所述性能测试数据包括应力和应变；

对所述性能测试数据的有效性进行验证。

可选地，所述对所述性能测试数据的有效性进行验证，具体包括：

验证所述样品是否满足动态应力平衡状态、恒应变率下均匀变形及最小弥散效应的要求；

若满足，则判断所述样品的性能测试数据有效。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明在现有霍普金森杆实验基础上进行改进，增加了特定尺寸的波形整形器(紫铜片)、垫块、限位环以及回收装置，解决了非晶合金强度高、塑性差而造成的应力不均匀、非恒应变率变形、应力波弥散且难以回收等问题，通过改变整形器紫铜片的直径和厚度可改变非晶合金待测样品的应变率，准确获得非晶合金在高应变率下的动态力学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例非晶合金的动态力学性能测试装置的结构示意图；

图2为实施例1中非晶合金样品的入射波、反射波和透射波的波形图；

图3为实施例1中非晶合金样品的应变率-时间曲线图；

图4为实施例1中非晶合金样品的动态压缩应力-应变曲线图；

图5为实施例2中非晶合金样品的入射波、反射波和透射波的波形图；

图6为实施例2中非晶合金样品的动态压缩应力-应变曲线图；

图7为对比例中非晶合金样品的入射波、反射波和透射波的波形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种非晶合金的动态力学性能测试装置及方法，用以准确获得非晶合金在高应变率下的动态力学性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供的非晶合金的动态力学性能测试装置包括：加载杆、缓冲装置11、样品7、应变片3、紫铜片2、超动态应变仪12以及计算机数据采集系统13。

所述加载杆包括依次设置的撞击杆1、入射杆4、透射杆9和吸收杆10；所述缓冲装置11设置在靠近所述吸收杆1的一端。撞击杆1、入射杆4、透射杆9以及吸收杆10均由55CrSi钢制成，直径均为16mm，入射杆4、透射杆9和吸收杆10的长度为1000mm，撞击杆1的长度为200mm。实验前，将撞击杆1、入射杆4、透射杆9的端面打磨光滑平整，保证撞击杆1、入射杆4、透射杆9以及吸收杆10同轴。

在入射杆4靠近撞击杆1的端面中心粘贴紫铜片2，紫铜片2直径与加载杆直径之比宜在0.25～0.5范围内，紫铜片2的厚度与直径之比宜在0.125～0.5范围内，可很好地减小应力波弥散，保证所得反射波中存在恒应变率加载平台。

将样品7放于入射杆4和透射杆9之间，并在样品7两端放置与杆的波阻抗一致的垫块5。垫块5与入射杆4和透射杆9的接触面、垫块5与样品7的接触面均涂润滑剂减少接触面的摩擦效应。垫块5的材质为马氏体时效钢，直径与加载杆直径相同，高度大于样品的高度。与杆的波阻抗一致的前提下，保护杆的端面，防止非晶合金在加载后焊在杆端面上。

所述入射杆4和所述透射杆9的中间位置粘贴有所述应变片。

通过气枪发射压缩气体，驱动撞击杆1以一定速度撞击入射杆4前端的紫铜片2，样品7发生压缩变形，应变片3将采集到的入射波、反射波和透射波通过超动态应变仪12传输至计算机数据采集系统13(入射波、反射波和透射波通过应变片3和超动态应变仪12转化为电压-时间数据点)，通过计算机数据采集系统对电压-时间曲线进行处理，得到样品动态压缩的应变率-时间曲线和应力-应变曲线，进而得到样品7的应力和应变。

作为一个可选的实施例，该装置如若需要观察样品断口表面，为避免二次加载破坏断口表面，可选用高度比样品的高度小的限位环，放置于样品周边。限位环的材质为马氏体时效钢，外径与加载杆直径相同，内径大于样品直径的两倍，高度比样品的高度矮，限位环的高度与样品高度之比宜在0.9～0.95范围内。

作为一个可选的实施例，将设有通孔的回收装置8的上半部固定于加载杆上，下半部位于待测样品的正下方，用于回收非晶合金样品。回收装置8采用的是轻型塑料材质，对加载杆的波阻抗的影响可忽略不计。上半部两端设有通孔，悬挂于加载杆上；下半部为V形收敛结构，收敛端连有回收样品袋。

本发明还提供了一种非晶合金的动态力学性能测试方法，所述方法应用于上述的非晶合金的动态力学性能测试装置；所述方法包括：

步骤101：采集样品发生形变后的入射波、反射波和透射波。

步骤102：对所述入射波、所述反射波和所述透射波进行转化并存储为数据文件；所述数据文件为电压-时间数据点。

步骤103：对所述数据文件处理得到应变-时间和应力-时间曲线。

步骤104：基于所述应变-时间和所述应力-时间曲线，得到应力-应变曲线。

步骤105：基于所述应力-应变曲线得到所述样品的性能测试数据；所述性能测试数据包括应力和应变。

步骤106：对所述性能测试数据的有效性进行验证。

具体试验步骤如下：

步骤一：加工长径比为1的圆柱样品(考虑非晶合金的临界尺寸和高屈服强度，推荐样品尺寸为φ(3～5)mm×(3～5)mm)，打磨样品端面至平行度小于等于5μm。

步骤二：在入射杆靠近撞击杆的端面中心粘贴紫铜片，紫铜片直径与加载杆直径之比宜在0.25～0.5范围内，紫铜片的厚度与直径之比宜在0.125～0.5范围内，可很好地减小应力波弥散，保证所得反射波中存在恒应变率加载平台。将样品放于入射杆和透射杆之间，并在样品两端放置与杆的波阻抗一致垫块。垫块与入射杆和透射杆的接触面、垫块与样品的接触面均涂润滑剂减少接触面的摩擦效应。

步骤三：通过气枪发射压缩气体，驱动撞击杆以一定速度撞击入射杆前端的紫铜片，样品发生压缩变形。撞击杆以一定速度撞击入射杆，使入射杆中产生一定长度的应力波。当应力波传播到入射杆与样品接触端时，一部分应力波反射回入射杆，另一部分发生透射，透射波传递给样品后对样品实施冲击加载。应变片将采集到的入射波、反射波和透射波通过超动态应变仪传输至计算机数据采集系统，通过计算机数据采集系统对电压-时间曲线进行处理，得到样品动态压缩的应变率-时间曲线和应力-应变曲线。

计算机数据采集系统记录的数据文件是电压-时间数据点。由于应变片阻值变化很微弱，为了便于显示或控制，这些电压-时间数据点为超动态应变仪放大后的值。计算过程中，数据需要进行还原，同时转化为应变片的阻值变化。应变片发生应变时，其电阻值会发生变化，所以通过阻值变化可以计算出其应变，计算公式为：

其中，K_S为电阻应变片的灵敏系数，ΔR为应变片阻值变化，R为应变片原始阻值。

因为应变片贴到杆上，所以应变片的应变即为计算入射杆与反射杆的应变。通过入射杆和透射杆的应变可以计算出入射杆、透射杆与样品接触位置质点的位移和力，进一步可以计算样品的应变ε_s和应力σ_s。

设0时刻样品开始加载，则t时刻，样品的应变和应力分别为：

其中u₁，u₂，σ₁，σ₂分别为是入射杆、透射杆与样品接触位置质点的位移和应力，l_s为样品的长度，A和A_s分别为杆和试件的横截面积，C、E是两个杆的波速和弹性模量，ε_R是反射波引起入射杆的应变，ε_T是透射波引起反射杆的应变。

应变对于时间求导即为样品发生变形时的应变率。

由不同时刻的应力、应变和应变率可以分别得出应力-时间曲线、应变-时间曲线和应变率-时间曲线。由应变-时间和应力-时间曲线联立即可计算出应力-应变曲线。有些情况下，工程应力-应变曲线需要进一步转化为真应力-应变曲线。压缩力学性能试验中真应力σ_c、真应变ε_c的计算公式如下：

ε_c＝|ln(1-ε₀)|

σ_c＝σ₀(1-ε₀)

其中ε₀为工程应变，σ₀为工程应力。

步骤四：针对非晶合金的动态力学性能测试数据有效需满足条件如下：非晶合金样品满足动态应力平衡状态、恒应变率下均匀变形及最小弥散效应的要求。因此为保持实验的有效性，实验存在应变率上限。应力波在样品内部多次反射后才能实现动态应力平衡状态，对于非晶合金达到应力平衡状态要求的极限应变率由公式(1)确定：

式中，ε_f是样品的断裂应变；C_s是样品的纵波波速；α指应力波在样品内往复反射的次数，为达到应力平衡状态，α≥4；L_s是样品的长度。

对于脆性材料动态压缩，在满足动态应力平衡状态后，还需存在恒应变率加载阶段。样品中的恒应变率上限可由公式(2)确定：

式中，ρ_s、A_s、C_s、L_s分别是样品的密度、横截面积、纵波波速和初始长度；ρ、A、C分别是杆的密度、横截面积和纵波波速；

ε_f是样品的断裂应变；假设材料的应变率是恒定的，α指应力波在样品内往复反射的次数，α≥4，η＝0.9。

脆性材料还需要满足的另一个条件是入射波、反射波和透射波的最小弥散。最小弥散效应要求的极限应变率可由公式(3)确定：

式中，C是杆的纵波波速，R是杆的半径，ν是杆的泊松比，ε_f是样品的断裂应变。

若按照非晶合金的动态力学性能测试方法测试得到的应变率小于上述三个公式计算值中的最小值，则表明所述测试方法测试得到的数据有效。

本发明所阐述的测试方法在现有霍普金森压杆装置的基础上，增加了特定尺寸的波形整形器(紫铜片)、垫块、限位环以及回收装置，解决了非晶合金强度高、塑性差而造成的应力不均匀、非恒应变率变形、应力波弥散且难以回收等问题，确定了非晶合金在动态压缩时的极限应变率，在极限应变率下提供了应变率增大或减小的方法。通过改变整形器紫铜片的直径和厚度可改变非晶合金待测试样的应变率。在满足动态应力平衡状态、恒应变率下均匀变形以及最小弥散效应时，增大波形整形器的直径或减小波形整形器的厚度，均可增大测试样品的应变率，反之会减小测试样品的应变率。利用霍普金森压杆实现了非晶合金动态力学性能的准确有效测试。本发明所述方法适用于非晶合金的动态力学性能测试，具有广泛的应用前景和实用价值。

实施例1

(1)制备Zr₅₈Cu₁₂Ni₁₂Al₁₅Nb₃非晶合金：将纯度≥99.99％的Zr、Cu、Ni、Al、Nb，5种金属按照原子百分比58:12:12:15:3进行配比，在高纯氩气气氛下电弧熔炼，先熔炼Zr-Nb二元合金，然后与其他金属元素混合熔炼母合金锭，随后将合金铸锭熔化后浇入铜模中，铜模尺寸为Φ5mm*50mm，制备Zr基非晶合金试样。

(2)将试样加工成Φ3mm*3mm的圆柱试样7，使用400#-2000#的砂纸从小到大研磨圆柱样品的上下底面，使样品7的两个端面的平面度优于5μm，再用无水乙醇冲洗烘干。

(3)将样品7放于入射杆4和透射杆9之间，18Ni300马氏体时效钢制成的外径为16mm、内径为7mm、高度为2.85mm的限位环6放置在样品周边，样品7两端放置18Ni300马氏体时效钢制成的直径为16mm、高度3mm的垫块5，保证整个加载装置的同轴度，样品7的两个端面都涂抹MoS₂减小摩擦；此实施例中波形整形器紫铜片2的直径是6mm，厚度是2mm。将两端设有通孔的回收装置8的上半部固定于加载杆上，下半部位于待测样品7的正下方，用于回收样品7。

(4)气枪内的压缩气体压力为0.4MPa，撞击杆1在气体压力的作用下撞击入射杆4前端的紫铜片2，试样7发生压缩变形，应变片3将采集到的入射波、反射波和透射波通过超动态应变仪12传输至计算机13，在计算机13上得到入射波、反射波和透射波的波形图，如图2所示；利用计算机中的D-wave软件对所得波形图进行处理，得到待测非晶试样的动态压缩应变率-时间曲线，如图3所示；应力-应变曲线，如图4所示。

(5)由图3的动态压缩应变率-时间曲线可知，该曲线存在应变率平台，此实施例对应的恒应变率为1200s-¹。由图4可知，在此应变率下，动态压缩强度为1497MPa，动态断裂应变为1.95％。

(6)对本实施例中的非晶合金而言，试样7长度L_s为3mm，在动态加载下，样品7的断裂应变为1.95％。由公式(1)计算得到应力平衡要求的极限应变率为7834s-¹，远高于本实施例中动态加载时对应的恒应变率1200s-¹，本次实验满足应力平衡要求；在本实施例中，霍普金森杆的各参数为：密度ρ＝7.9g/cm³、直径D＝16mm、纵波波速C＝5189m/s、泊松比ν＝0.3；试样7各参数为：密度ρ_s＝6.55g/cm³、直径D_s＝3mm、长度L_s＝3mm、纵波波速Cs＝4821m/s。将以上数值代入公式(2)，计算得到试样的恒应变率上限为2235s-¹；由公式(3)计算出最小弥散效应对应的极限应变率为2507s-¹，均大于本实施例中动态加载时的应变率1200s-¹。综上，本实施例中的非晶合金SHPB实验满足应力平衡、恒应变率加载以及最小弥散效应要求，因此，动态压缩结果可信。

实施例2

(1)制备Zr₆₃Cu₁₂Ni₁₂Al₁₀Nb₃非晶合金：将纯度≥99.99％的Zr、Cu、Ni、Al、Nb，5种金属按照原子百分比63:12:12:10:3进行配比，在高纯氩气气氛下电弧熔炼，先熔炼Zr-Nb二元合金，然后与其他金属元素混合熔炼母合金锭，随后将合金铸锭熔化后浇入铜模中，铜模尺寸为Φ5mm*50mm，制备Zr基非晶合金试样。

(2)将试样加工成Φ3mm*3mm的圆柱试样7，使用400#-2000#的砂纸从小到大研磨圆柱样品的上下底面，使样品7的两个端面的平面度优于5μm，再用无水乙醇冲洗烘干。

(3)将样品7放于入射杆4和透射杆9之间，18Ni300马氏体时效钢制成的外径为16mm、内径为7mm、高度为2.85mm的限位环6放置在样品周边，样品7两端放置18Ni300马氏体时效钢制成的直径为16mm、高度3mm的垫块5，保证整个加载装置的同轴度，样品7的两个端面都涂抹MoS₂减小摩擦；此实施例中波形整形器紫铜片2的直径是6mm，厚度是1mm。将两端设有通孔的回收装置8的上半部固定于加载杆上，下半部位于待测样品7的正下方，用于回收样品7。

(4)气枪内的压缩气体压力为0.4MPa，撞击杆1在气体压力的作用下撞击入射杆4前端的紫铜片2，试样7发生压缩变形，应变片3将采集到的入射波、反射波和透射波通过超动态应变仪12传输至计算机13，在计算机13上得到入射波、反射波和透射波的波形图，如图5所示；利用计算机中的D-wave软件对所得波形图进行处理，得到待测非晶试样的应力-应变曲线，如图6所示。

(5)由图5的波形图中可知反射波存在应变率平台，计算此实施例对应的恒应变率为1450s-¹。由图6可知，在此应变率下，动态压缩强度为1483MPa，动态断裂应变为1.85％。

(6)对本实施例中的非晶合金而言，试样7长度L_s为3mm，在动态加载下，样品7的断裂应变为2.65％。霍普金森杆的参数同实施例1，试样7各参数为：密度ρ_s＝6.75g/cm³、直径D_s＝3mm、长度L_s＝3mm、纵波波速Cs＝4823m/s。由公式(1)计算得到应力平衡要求的极限应变率为7435s-¹，由公式(2)计算得到试样的恒应变率上限为2209s-¹；由公式(3)计算出最小弥散效应对应的极限应变率为2379s-¹，均大于本实施例中动态加载时的应变率1450s-¹。综上，本实施例中的非晶合金SHPB实验满足应力平衡、恒应变率加载以及最小弥散效应要求，因此，动态压缩结果可信。

对比例

(1)制备Zr₅₈Cu₁₂Ni₁₂Al₁₅Nb₃非晶合金：将纯度≥99.99％的Zr、Cu、Ni、Al、Nb，5种金属按照原子百分比58:12:12:15:3进行配比，在高纯氩气气氛下电弧熔炼，先熔炼Zr-Nb二元合金，然后与其他金属元素混合熔炼母合金锭，随后将合金铸锭熔化后浇入铜模中，铜模尺寸为Φ5mm*50mm，制备Zr基非晶合金试样。

(2)将试样加工成Φ3mm*3mm的圆柱试样7，使用400#-2000#的砂纸从小到大研磨圆柱样品的上下底面，使样品7的两个端面的平面度优于5μm，再用无水乙醇冲洗烘干。

(3)将样品7放于入射杆4和透射杆9之间，18Ni300马氏体时效钢制成的外径为16mm、内径为7mm、高度为2.85mm的限位环6放置在样品周边，样品7两端放置18Ni300马氏体时效钢制成的直径为16mm、高度3mm的垫块5，保证整个加载装置的同轴度，样品7的两个端面都涂抹MoS₂减小摩擦；此对比例中波形整形器紫铜片2的直径是12mm，厚度是2mm。将两端设有通孔的回收装置8的上半部固定于加载杆上，下半部位于待测样品7的正下方，用于回收样品7。

(4)气枪内的压缩气体压力为0.4MPa，撞击杆1在气体压力的作用下撞击入射杆4前端的紫铜片2，试样7发生压缩变形，应变片3将采集到的入射波、反射波和透射波通过超动态应变仪12传输至计算机13，在计算机13上得到入射波、反射波和透射波的波形图，如图7所示。由图7的波形图中可知反射波不存在应变率平台，说明测试过程中不存在恒应变率加载阶段，无法由对比例中的波形图得到待测非晶试样的应力-应变曲线，测试数据无效。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种非晶合金的动态力学性能测试装置，其特征在于，包括：加载杆、缓冲装置、样品、应变片、紫铜片、超动态应变仪以及计算机数据采集系统；

所述加载杆包括同轴依次设置的撞击杆、入射杆、透射杆和吸收杆；所述缓冲装置设置在靠近所述吸收杆的一端；所述入射杆靠近所述撞击杆的端面中心粘贴有所述紫铜片；所述入射杆和所述透射杆的中间位置粘贴有所述应变片；所述样品放置在所述入射杆和所述透射杆之间；当所述撞击杆撞击所述入射杆时，所述样品发生形变，所述应变片以及所述超动态应变仪对采集到的入射波、反射波和透射波进行转化并发送至所述计算机数据采集系统；所述计算机数据采集系统将转化后的数据记录并保存为数据文件；所述数据文件为电压-时间数据点；所述计算机数据采集系统还用于对所述数据文件进行处理，得到所述样品的应力和应变；

所述紫铜片的直径与所述加载杆的直径之比为0.25～0.5；所述紫铜片的厚度与所述紫铜片的直径之比为0.125～0.5。

2.根据权利要求1所述的非晶合金的动态力学性能测试装置，其特征在于，所述样品两侧设置有垫块；所述垫块的材质为马氏体时效钢，所述垫块的直径与所述加载杆的直径相同，所述垫块的高度大于所述样品的高度。

3.根据权利要求2所述的非晶合金的动态力学性能测试装置，其特征在于，所述垫块与所述样品的接触面均涂有润滑剂。

4.根据权利要求1所述的非晶合金的动态力学性能测试装置，其特征在于，所述样品下方设置有回收装置，所述回收装置用于回收试验后的样品。

5.根据权利要求1所述的非晶合金的动态力学性能测试装置，其特征在于，所述样品的四周设置有限位环，所述限位环的材质为马氏体时效钢，所述限位环的外径与所述加载杆的直径相同，所述限位环的内径大于所述样品的直径的两倍，所述限位环的高度与所述样品的高度之比为0.9～0.95。

6.根据权利要求1所述的非晶合金的动态力学性能测试装置，其特征在于，所述加载杆由55CrSi钢制成，直径为16mm。

7.根据权利要求1所述的非晶合金的动态力学性能测试装置，其特征在于，所述入射杆、所述透射杆和所述吸收杆的长度为1000mm，所述撞击杆的长度为200mm。

8.一种非晶合金的动态力学性能测试方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-7任一项所述的非晶合金的动态力学性能测试装置；所述方法包括：

采集样品发生形变后的入射波、反射波和透射波；

对所述入射波、所述反射波和所述透射波进行转化并存储为数据文件；所述数据文件为电压-时间数据点；

对所述数据文件处理得到应变-时间和应力-时间曲线；

基于所述应变-时间和所述应力-时间曲线，得到应力-应变曲线；

基于所述应力-应变曲线得到所述样品的性能测试数据；所述性能测试数据包括应力和应变；

对所述性能测试数据的有效性进行验证。

9.根据权利要求8所述的晶合金的动态力学性能测试方法，其特征在于，所述对所述性能测试数据的有效性进行验证，具体包括：

验证所述样品是否满足动态应力平衡状态、恒应变率下均匀变形及最小弥散效应的要求；

若满足，则判断所述样品的性能测试数据有效。

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