Kırılma ve parçalanma, dinamik yükleme senaryolarında geç aşama olaylarıdır ve tipik olarak patlayıcılar kullanılarak incelenir. Hem yükleme hızının hem de numune sıcaklığının benzersiz bir şekilde kontrol edilmesini sağlayan bir gaz tabancası kullanarak genleşmeyi sürmek için bir teknik sunuyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Dinamik Kırık ve Parçalanma Sıcaklık Bağımlılığı incelenmesi için bir yöntem
Bu makalede
Özet
Özet
bir gövde dinamik kırılması tipik olarak bir numune homojen gerilme ve gerilme oranı altında deforme edildiği basitleştirilmiş koşulları altında incelenmiştir geç aşamalı bir olgudur. Bu eşit olarak silindirin iç yüzey yüklemesi ile üretilebilir. Silindir genişledikçe nedeniyle eksenel simetri için duvar çevresi üniform bir gerilme çember stresi yerleştirilir. Bu tür patlayıcılar, elektromanyetik sürücü olarak bu genişleme oluşturmak için çeşitli teknikler ve mevcut gaz tabancası teknikleri varken hepsi numune silindir oda sıcaklığında olmalıdır aslında sınırlıdır. Biz tutarlı, tekrarlanabilir yükleme ile 150 K K 800 ila silindir üzerinde deney kolaylaştıran bir gaz tabancası kullanarak yeni bir yöntem. Bu son derece teşhis deneyler kırık çalışmamasından sorumlu mekanizmalar ve parçalanma istatistiklerine onların sonuçlanan etkisi üzerine sıcaklığın etkisini incelemek için kullanılır. Deneysel geometri kullanan birÇelik ogive yer hakkında yarım bulunan ucu ile, hedef silindirin içinde bulunan. Bir tek aşamalı hafif gaz tabancası sonra 1.000 m / sn silindire bir polikarbonat mermi başlatmak için kullanılır -1. mermi etkileri ve içeriden örnek silindir sürüş, sert ogive etrafında akar. olmayan bir deforme ogive insert kullanımı bize silindirin arka iç sıcaklık kontrolü donanımını yüklemenize olanak tanır. Sıvı azot (LN 2), soğutma ve ısıtma için dirençli bir yüksek akım yükü için kullanılır. Yüksek hızlı görüntüleme hatası gerginlik ölçmek için kullanılır ise upshifted foton Doppler (PDV) Çoklu kanal, bilgisayar simülasyonları ile doğrudan karşılaştırma sağlayan silindir boyunca genişleme hızını izleyebilirsiniz. iyileşti silindir parçaları da başarısızlık mekanizmasını anlamak için optik ve elektron mikroskobu tabidir.
Giriş
Bir malzemenin dinamik başarısızlığı genel mekanik davranışının önemli bir yönü olduğunu ve birkaç isim, otomotiv, havacılık ve askeri olmak üzere çok sayıda sanayi alaka vardır. Düşük gerilme-oranlarında yetmezliği genellikle yüksek gerilme oranları ile, uzun ince bir örnek uçlarından gerilim yüklü olduğu konvansiyonel gerilim testleri yoluyla incelenmiştir birlikte böyle bir geometri / konfigürasyon muhafaza edilmesi amacıyla çok küçük bir numune gerektirir test boyunca sözde mekanik denge. Böylece tek bir çatlak görünümünü, çevresindeki malzemenin etkin bir şekilde, herhangi bir bitişik yetmezliği siteye gelişiminin durdurulması, rahat olacaktır. Bu aynı zamanda h....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
1. Hedef İmalat ve Montaj
- Katı stoktan istenilen boyutlara Makine hedef silindir.
- Makinede işaretlerini kaldırarak silindir yüzeyini hazırlayın. Bir üniforma yaygın yüzey PDV yansıması için tercih edilir. İyi sonuçlar> 1.200 kum ile hafif ıslak zımpara ile elde edilmiştir.
- Aşağıdaki ölçmek, yani hedef bileşenleri karakterize:
Silindir uzunluk, çap ve (birden fazla yerde) duvar kalınlığı
Eğik uzunluk, çap
Sivri kavis uzunluk, çap
Yukarıdaki tüm kütle - Silindir montaj halka ve PDV kolunu birleştirin.
- Kinematik bağlar ve PDV kolu üzerine PDV probları bağlayın.
- Ogive arka sil....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
verilerin kalitesi öncelikle deneysel zamanlama bağlıdır. Tetikleyici etkisi gecikmeler doğruysa o zaman flaş lambaları net görüntüler üretmek için yüksek hız kameraları sağlayan hedef silindir deforme başladığında yeterli ışık üreten olacaktır. Bu durumda çerçeveleme kameradan görüntüleri tüm silindirin deformasyon izlemek için kullanılabilecek bir açık siluet kenar olacak. Örneğin ImageJ gibi yazılım Şekil 2'deki gibi bir görüntü üreten her çerçeve için veri hat çıkışı elde etmek için kullanılabil.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Bu yöntem, bu tasarım özgü, ~ 1000 K'ye kriyojenik gelen, geniş bir sıcaklık aralığı üzerinde gerilme yüküne yüksek oranlarda malzeme inceleme sağlar. Ancak, bu deney düzeneği ve yürütme bazı zorlukları ekler. İlk olarak, ogive uç uygun bir malzemeden talaşlı gereken sıcaklık kontrolünü optimize etmek. Herhangi bir yüksek sıcaklık, yüksek sertlik Çelik yeterli olacaktır, ancak 4340 çeliği, burada kullanılmıştır. Tüm genişleme Sürücü artık polimer merminin kaynaklı olarak Aynı şekilde, bu tür Bu çalışmada makine dere.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Teşekkürler
Yazarlar, Atomic Weapons Establishment, AWE Plc. (İngiltere) ve Imperial College London'dan proje için devam eden finansman ve desteği minnetle kabul ederler.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 1,550 nm CW Lazer | NKT Fotonik | Koheras Ayarı | x 2 |
| 1,550 nm Güç Amplifikatörü | NKT Fotonik | Koheras Boostik HPA | |
| Gecikme Jeneratörleri | Kuantum Bestecileri | 9500+ Dijital Gecikmeli Darbe Üreteci | 8 çıkışlı versiyon |
| Stanford Araştırma Sistemleri | DG535 Dijital Gecikme Jeneratörü | ||
| 16 Kanallı Sayısallaştırıcı | Agilent Technologies | U1056B Şasi + 4 X U1063A Sayısallaştırıcı | |
| Yüksek Bant Genişliğine Sahip Osiloskoplar | Teledyne LeCroy | WaveMaster 816Zi-A | Genleşme Hızı, Gen 3 PDV |
| Tektronix | DPO71604C | Mermi Hızı, Gen 1 PDV | |
| Yüksek Hızlı Görüntüleme Sistemleri | Vizyon Araştırması | Phantom v16.10 | |
| Görünmez Görüş | IVV UHSi-24 | ||
| Zeiss Optics Planar | T* 1,4/85 | 85 mm Prime Lens | |
| Nikon | AF-S Nikkor 70-200 mm f/2.8 ED VR II | 70-200 mm Telefoto Lens | |
| Flaş | Lambası Bowens | Gemini Pro 1500 W | x 2 |
| PDV Prob Lazer | 2000 | LPF-04-1550-9/125-S-21.5-100-4.5AS-60-3A-3-3 | x 4 (Özel sipariş) |
| PDV Sistemi | Şok Enstitüsü tarafından şirket içinde üretilmiştir Fizik | Özel Yapı | 3rd Nesil (Yükseltilmiş) 8 Kanallı Taşınabilir PDV Sistemi |
| Kontrol Yazılımı | National Instruments | LabVIEW 2013 | |
| Isıtma için Kontrol Donanımı | National Instruments | NI-DAQ 6009 USB | |
| Isıtma Güç Kaynağı | BK Precision | BK1900 | |
| Termokupl Logger | Pico Teknolojisi | TC-08 | |
| 100 mm Tek Kademeli Hafif Gaz Tabancası | Physics Applications, Inc. (PAI) | Özel Yapı | ~2 kg mermi ile en az 1.000 m/sn hıza sahip |
| Görüntü analiz yazılımı | National Institutes of Health | ImageJ | Açık kaynaklı, ücretsiz |
| Görüntü analiz yazılımı | Mathworks | MATLAB r2014a | Görüntü işleme araç kutuları ile |
| Malzeme kesit testeresi | Struers | Accutom-50 | |
| Elektron Mikroskobu | Zeiss | Auriga | |
| Elektron Geri Saçılma Kırınım | Bruker | e-Flash 1000 | |
| EBSD yazılımı | Bruker | eSprit |
Kaynaklar
- Jones, D. R., Chapman, D. J., Eakins, D. E. A gas gun based technique for studying the role of temperature in dynamic fracture and fragmentation. J. Appl. Phys. 114, 173508(2013).
- Liao, S. C., Duffy, J. Adiabatic shear bands in a Ti-6Al-4V titanium alloy.<....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
