Summary
Her presenterer vi en ny tilnærming for å gjennomføre høy temperatur motsatt vanlig tallerken innflytelse, og kombinerte trykk-og-skjær plate innvirkning detaljert protokollen. Tilnærmingen innebærer bruk av en breech-end resistiv coil ovn for å varme et eksempel holdt på på en varmebestandig sabot til ønsket temperatur.
Abstract
En ny tilnærming for å gjennomføre vanlig og/eller kombinert press-skjær plate innvirkning eksperimenter på test temperaturer opp til 1000 ° C er presentert. Metoden gjør det mulig for høy temperatur plate-effekt eksperimenter rettet mot sondering dynamiske oppførselen til materialer under thermomechanical ekstreme, mens begrensende flere spesielle eksperimentelle utfordringer mens du utfører lignende eksperimenter ved hjelp av konvensjonelle plate innvirkning tilnærming. Egendefinerte tilpasninger er gjort til breech-end av en ett-trinns gass-pistol ved Case Western Reserve University; Disse tilpasningene inkluderer en presisjons-maskinert forlengelsen brikke laget av SAE 4340 stål, som er strategisk utformet å mate den eksisterende løp samtidig som det gir en høy toleranse samsvarer med bar og kilespor. Utvidelse stykket inneholder en vertikal sylindriske varmeapparatet-Vel, som huser en Varmeovn forsamling. En resistiv coil varmeapparatet-hodet, kan nå temperaturer opp 1200 ° C, er knyttet til en vertikal stamme med aksial/roterende grader av frihet; Dette kan tynn metall prøver på på en varmebestandig sabot å varmes jevnt over diameter til ønsket test temperaturer. Ved oppvarming flyer platen (i dette tilfellet prøven) på breech-slutten av-i stedet for på mål-slutten, kan flere eksperimentelle utfordringer være avverget. Disse inkluderer: 1) alvorlige endringer i justering av mål plate under oppvarming på grunn av termisk utvidelse av flere spesialpreparatets holderen målsamling; 2) utfordringer som oppstår på grunn av diagnostikk elementene, (dvs., polymer holografiske rister og optisk sonder) å være for nær samlingen oppvarmet mål; 3) utfordringer som oppstår på målet plater med en optisk, hvor avgjørende toleranser mellom prøven, bånd lag, og vinduet blir stadig vanskeligere å opprettholde på høye temperaturer; 4) i tilfelle av kombinert komprimering-skjær plate innvirkning eksperimenter, behovet for høy temperatur motstandsdyktig Diffraksjon rister for måling av tverrgående partikkel hastighet på gratis overflaten av målet; og 5) begrensninger pålagt støthastigheten som er nødvendige for entydig tolkning av målt gratis overflaten hastigheten versus tid profil på grunn av termisk nedtoningen og muligens gir markeringsrammen målet platene. Ved å benytte tilpasninger nevnt ovenfor, presenterer vi resultatene fra en serie av omvendte geometri normal plate innvirkning eksperimenter på kommersielle renhetsgrad aluminium på en rekke eksempel temperaturer. Disse eksperimenter viser redusere partikkel fart i påvirket tilstand, som er tegn på materiale mykgjørende (reduksjon i post avkastningen flyt stress) med økende utvalg temperaturer.
Introduction
I tekniske programmer, er materialer utsatt for en rekke forhold som kan være statiske eller dynamiske i naturen, kombinert med høye nivåer av deformasjon og temperaturer fra rom til nær smeltepunktet. Under disse thermomechanical ytterpunktene kan materiale atferden variere drastisk; dermed over nesten et århundre, har flere forsøk blitt utviklet rettet mot sondering den dynamiske responsen og/eller andre kjennetegn for materiale oppførsel mens under kontrollerte lasting regimer1,2,3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14. for metaller lastet på lav til middels belastning priser (10-6-100 /s), servo-hydrauliske eller precision skrue universell testing maskiner har blitt brukt til å studere materiale svaret utsatt for forskjellige lasting moduser og nivåer av deformasjon. Men som brukte belastningen priser øker utover den mellomliggende belastning prisen (dvs., > 102/s), andre eksperimentelle teknikker bli nødvendig for å sondere mekanisk svaret. For eksempel på lasting av 103/s opp til 5 × 104/s full størrelse eller miniatyriserte Split-Hopkinson press barer aktivere slike målinger gjøres8,15.
Tradisjonelt lyse gass-kanoner og/eller eksplosivt drevet plate innvirkning eksperimenter har vært benyttet for å studere den dynamiske inelasticity og andre fenomen som spallation eller fase transformasjon som oppstår med svært høy belastning priser (105-10 7/s)16,17,18,19,20,21,22, eller kombinasjoner av høyt trykk og dynamisk belastning. Vanligvis, plate innvirkning eksperimenter involverer lanseringen av en flyer plate båret av en sabot først på breech-slutten av gass-pistolen, som deretter reiser ned lengden på løp og gjøres kollidere med en nøye justert stasjonære mål plate på den virkningen kammeret. Som følge av virkningen genereres normal og/eller kombinert press og skjær påkjenninger på flyer/target grensesnittet, som reiser gjennom de romlige dimensjonene av platene som langsgående og/eller kombinert langsgående og tverrgående stress bølger. Ankomsten av disse bølgene på bakre overflaten av målet plate påvirker øyeblikkelig gratis overflaten partikkel hastigheten av målet plate, som er overvåket vanligvis via interferometric teknikker. For å tillate tolkningen av målt partikkel hastigheten versus time historie, er det nødvendig at flyet-bølger med en front parallell til innvirkning overflaten genereres på virkningen14,23. Slik tidligere, virkningen må skje med en innvirkning vinkel på mindre enn en milli-radian12,24, med innvirkning flater av flathet bedre enn et par mikrometer5,25.
Plate innvirkning eksperimenter har blitt tilpasset for å inkludere varmeelementer som aktiverer undersøkelser av materielle utvide til thermomechanical, ekstreme,26,,27,,28,,29. Disse tilpasningene involverer vanligvis en induksjon coil eller en resistiv varmeapparatet element til mål-slutten av gass-gun; Selv om disse tilpasningene har vist seg å være eksperimentelt mulig, fører tilnærming iboende til spesielle eksperimentelle utfordringer som krever forsiktig hensyn. Noen av disse eksperimentelle komplikasjoner inkluderer differensial termisk ekspansjon av forskjellige bestanddeler av holderen målsamling eller justering innslag mens oppvarming målet (utvalget) plate, som krever i sanntid justering justeringer, vanligvis laget med fjernstyrte justering verktøy kontinuerlig tilbakemelding for å opprettholde avgjørende parallellitet toleranse mellom prøven og målet platen. I trykk-skjær plate innvirkning eksperimentelle ordningen, oppvarming prøven krever konvensjonelle polymer rister erstattes av høy temperatur motstandsdyktig metallisk rister for å overvåke tverrgående partikkel hastighet på gratis overflaten av den målet plate. Videre kan oppvarming av prøven legge begrensninger på støthastigheten som kan brukes i visse eksperimentelle ordninger, slik som høy belastning rate kombinert trykk-og-skjær plate innvirkning konfigurasjon, der spesielle hensyn kan være nødvendig for å hindre entydig tolkning av eksperimentelle resultatene, kan som beregnes ved hjelp av akustisk impedans på foran og bak mål plater som være temperatur avhengig. Til slutt, for andre eksperimentelle ordninger, som krever en mål plate med en optisk vindu, toleranser mellom den prøven, bond lag eller belegg blir stadig vanskeligere å opprettholde høye temperaturer19.
For å lindre eksperimentelle utfordringene nevnt ovenfor, har vi laget egendefinerte tilpasninger til det eksisterende enkelt-trinns gass-gun ligger ved Case Western Reserve University (CWRU)7,30,31,32 . Disse endringene aktiverer tynn metall prøver på på en varmebestandig sabot skal være oppvarmet til temperaturen over 1000 ° C før avfyring, som gir høy temperatur normal og/eller kombinert press-skjær plate innvirkning eksperimenter skal gjennomført. I motsetning til de fleste av de konvensjonelle metodene ansatt for høy temperatur plate innvirkning studier, har denne metoden vist seg å lindre flere av eksperimentelle utfordringene beskrevet ovenfor. For eksempel blitt denne tilnærmingen benyttet for å oppnå feasibly tilt vinkler av mindre enn en milli-radian uten behov for eksterne tilt justering30eller flere optiske elementer for å overvåke tilt endringer under eksperimentet. Andre siden målet platen forblir under temperaturer, krever denne metoden ikke behov for spesielle høy temperatur motstandsdyktig holografiske rister for måling av tverrgående partikkel hastighet skrå effekt eksperimenter; i tillegg høyere effekt fart kan benyttes uten risiko for gir målet plate, og dermed redusere kompleksiteten i tolkning av eksperimentelle resultatene. Tillegg, kan denne tilnærmingen benyttes for å utføre høy temperatur omvendt-geometri normal plate innvirkning eksperimenter som oss opp relasjoner gir et valg sample materiale. Dette kan oppnås via impedans matchende teknikker, eller eventuelt en analyse av rarefaction fan fra tilbake overflaten av utvalget bære informasjon om endringer i eksempel sjokk hastighet under lossing33,34 . I høy temperatur kombinert press-skjær plate innvirkning konfigurasjonen gir dette den dynamiske inelasticity tynne filmer studier til en bred temperatur og plast deformasjon utvalg og belastning-datahastigheter på opptil 107/s avhengig av tykkelsen på tynne prøven16,27,29.
Vi vil presentere protokollene som er nødvendig for å utføre en typisk høy temperatur plate innvirkning eksperiment omtalt ovenfor. Dette vil bli etterfulgt av en seksjon dedikert til representant resultatene ved hjelp av dagens teknikk. Til slutt, en diskusjon av resultatene vil bli presentert før en konklusjon.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. sample og materielle forberedelse
Merk: I følgende protokollen, vil vi detalj trinnene nødvendig for å forberede prøven og målet materialer, som skal brukes senere i en omvendt geometri normal plate innvirkning eksperiment. I dette oppsettet en flyer plate (også utvalget), holdt foran en sabot, lansert via en enkelt scene gass pistol og gjort å påvirke en stasjonære mål plate i målet Mysteriekammeret gass pistolen. En typisk flyer og målet plate samling beskrevet i følgende protokollen vises skjematisk i figur 1.
- Delen 99,999% kommersielle renhet polycrystalline aluminium stang i disker som senere brukes som flyer plater (eksempler).
Merk: Dette kan gjøres ved hjelp av en langsom fart så for å unngå høye temperaturer og gjenværende spenninger i arbeidsstykket. - Ansikt og slå utvalg diskene på en dreiebenk diameter 76 mm og tykkelsen på 5,6 mm.
- Borehull tre equispaced 5 mm i diameter på en 62 mm diameter fet sirkel på utvalg diskene, som senere brukes til å sikre prøvene å sabot.
- Grind begge sider av prøven platene for å oppnå en flathet og parallellitet toleranse for nesten 10 µm over diameteren på prøvene.
- Utføre en grov runde på prøven plate overflater med en kommersiell skvulper maskin med relativt grov partikkelstørrelse (10-20 µm).
Merk: En vekt kan legges i dette trinnet til slikket overflater kommer en selv kjedelige grå, indikerer ensartethet over diameter av disken. - Rengjør slikket eksemplene bruker etanol fjerne eventuelle gjenværende partikler og mineralolje. Deretter polsk begge flater av prøven platene med 1 µm diamant lim på polering klut.
- Sjekk flat prøvene ved å observere lys band gjennom en optisk flat i kontakt med overflaten rundt under en grønn monokromatisk lyskilde16.
Merk: Flat kan kvantifiseres ved å observere Bøyningen på lyse bånd på overflaten utvalget eller ved å telle antall band over diameter som vist i figur 2.- Flytte på til neste trinn hvis 3 lys band eller mindre sett over eksempel diameter som indikerer at en flat ca 2 µm. ellers gjenta trinn 1.4.1 - 1.4.3 til 3 lys band eller bedre er oppnådd.
- Utføre en grov runde på prøven plate overflater med en kommersiell skvulper maskin med relativt grov partikkelstørrelse (10-20 µm).
- Gjenta 1,1-1,3 til dikte målet platene. Seksjon nedbør herdet (høy styrke) legering stang (Table of Materials) til diskene og deretter maskinen disse til en diameter på 25 mm og tykkelsen på 7 mm. Til slutt, grind begge sider flatt til ca 10 µm.
- Hjulet begge flater av målet platene på en skvulper maskin med 15 µm alumina pulver i mineralolje til overflater oppnå en selv kjedelige grå utseende.
Merk: En tilsvarende partikkelstørrelse på diamond slurry kan brukes å oppnå raskere fjerning priser og bedre overflate reflectively. I tillegg kan vekter brukes. - Gjenta trinn 1.4.2.
- Sjekk flat målet platene gjentar trinn 1.4.3. Hvis 1 lys band eller bedre er observert fortsette til neste trinn. Ellers gjenta trinn 1.4.1 - 1.4.3 til 1 lys band eller bedre er oppnådd. Hvis holografiske rister er nødvendig, fortsetter du til trinn 1.5.4, ellers går du til trinn 1.6.
- Hjulet begge flater av målet platene på en skvulper maskin med 15 µm alumina pulver i mineralolje til overflater oppnå en selv kjedelige grå utseende.
- Bruke en lignende fremgangsmåte som beskrevet i trinn 1,1-1,3 til dikte aluminium ringen.
- Del en aluminium tube med de ytre og indre diameter på 41 mm og 32 mm, henholdsvis i ringer og deretter møte sidene til en tykkelse 7 mm.
- Bore seks 3 mm diameter plasser equispaced på en 34,5 mm diameter bolt sirkel. Dette vil senere hus seks spenning partisk kobber pinner, som vil aktivere tilt målinger gjøres på effekt.
- Grind, runde, ren og polsk begge flater av aluminium ringene ved hjelp av fremgangsmåtene som er beskrevet i trinn 1.4.
- Overholde flat målet platen til aluminium ringen bruker en to-deler epoxy blanding på en flat sikre oljerigg som vist i Figur 3. Tillate epoxy herdes natten i romtemperatur.
Merk: De to delene er sikret en flat stål scenen med tre skruer som er forsiktig hånd strammet slik at anvendt presset på målet og ring hindre epoxy lekker ut.- Fjern lim. overs fra radial sporene eller overflaten av platene med aceton.
- Sett inn platen/aluminium ring målsamling i POM ringen.
Merk: POM disken vil senere bli montert på-til et mål holder med roterende frihetsgrader, som vil tillate justeringen av testen materiale i løp. - Plassering av seks radial sporene på indre trinnet POM ringen og bore seks gjennom-tykkelse hull på stedene som er merket.
- Del 6 kobber pins fra en spole av 15 AWG emaljert kobbertråd lengden av ~ 50 mm og fjerne emaljert isolering laget fra to av dem. Trykk pinnene i spor i en symmetrisk mønsteret: to bakken pinnene er plassert i motsatt steder av sirkelen. Presse pinnene gjennom sporene og la omlag 2 mm stikker ut fra overflaten av ringen.
Merk: Pinnene brukes for å måle vinkelen og gi utløse signalet. - Overholde bøyd-ender av kobber pinnene til baksiden-overflaten av POM ringen med ekstra fast-innstillingen epoxy.
- Bruk en lav viskositet todelt epoxy blanding for å tette gapet mellom aluminium ringen og den indre veggen av POM ringen. Tillate epoxy herdes natten i romtemperatur.
- Fjern de overskytende 2 mm av kobber pins stikker fra overflaten av aluminium ringen. Første delen overflødig pinnene med en roterende verktøy, og deretter sand resten til overflaten med våt 300 grus sand papir, til pins er nesten flush til overflaten av aluminium ringen.
- Runde, rengjør og polere hele forsamlingen ved å gjenta trinn 1.4.1-1.4.3. Kontroller at hele slikket forsamlingen er flat til innen 2-3 lys band.
- Loddetinn endene av seks kobber pinnene på baksiden-overflaten av POM ringen, og montere POM ringen til målet abonnenten bruker fire 6,35 mm diameter POM pinner.
2. montering av egendefinerte varmebestandig Sabot
- Samle montering komponentene varmebestandig sabot, vist i Figur 4.
- Fest en eyebolt på bunnen av aluminium cap, og sikre en tetting O-ring og en PTFE nøkkel i rillene i cap.
Merk: Nøkkelen og O-ring brukes til å hindre tilt og rotasjon av sabot under sin reise ned pistol-fat.- Trekk thermo-par ledningen gjennom hullet på undersiden av hetten, og sikre thermo-par wire i en kontakt.
- Overholde dekselet som bakprogram, og fullt-sparken alumina silikat Lava rock rør front-end av aluminium rør med to-deler rask innstilling epoxy.
- Trekk thermo-par sonden gjennom hullet i 76.2 mm diameter H13 verktøystål legering eksempel abonnenten.
- Overholde H13 eksempel innehaver å front-end av Lava rør med høy temperatur sement eller tilsvarende høy temperatur limet.
- Bruke høy temperatur sement rundt 25 mm diameter og 3 mm tykk Lava disken sitter på toppen av indre gjennom-tykkelse 19 mm diameter konsentriske hullet av H13 holderen. Tillate høy temperatur sement til tørre over natten i romtemperatur.
- Sikre prøven H13 eksempel innehaveren bruker tre alumina skruene, og sikre at flat prøven ikke endres ved hjelp av protokollen som er beskrevet i 1.4.3.
3. montering av Test innen gass-Gun
- Rengjør overflaten av samplingsfrekvens og målet med isopropyl alkohol, og deretter bruke bånd for å sikre første overflate speil på overflaten av hver.
- Skruen stram en 3-akse bevegelse scene på en extruding stang over pistol fat innenfor innvirkning kammeret, og fest prisme innehaveren bære en presisjon optisk prisme på scenen.
- Trekke et tau gjennom pistol fat, og knytte tauet til sabot via eyebolt på aluminium cap.
- Plasser sabot i løp med prøven vender mot virkningen kammeret, og Plasser holderen målsamling i målet kammeret mot prøven.
- Juster plasseringen av målet ved å justere fire POM posisjonering pinnene til første-overflate speilet på målet er justert til første-overflate speilet på prøven.
- Utføre en grov Juster parallellitet mellom prøven og målet platene med en diffus pære og reflekterende speil. Juster prosjektstadium til et enkelt kontinuerlig speilbilde av pære kan sees fra alle overflater på justering prisme.
- Bruk en auto-collimator24 for å oppnå fine justering.
- Juster prosjektstadium til det reflekterte bildet av korset fra bakre overflaten av prismet justeres med bildet reflekteres fra første-overflate speilet på prøven.
- Justere mål forsamlingen ved å slå posisjonering skruene på målet abonnenten til det reflekterte bildet av korset fra bakre overflaten av prismet justeres med bildet reflekteres fra første-overflate speilet på målet.
- Fjern første-overflate speil fra eksempelet og mål. Også fjerne reflekterende speilet, prisme, prisme holder og justering scenen fra innvirkning kammeret.
- Trekk sabot til breech-slutten av gass-gun hjelp av tau, og fjern deretter tauet fra hetten.
- La ~ 2,5 avstand mellom sabot og varmtvannsberederen leder og deretter justere lengden på skruene som hindrer sabot mot breech tilbake bevegelse.
- Koble termisk-paret temperatur diagnostiske skjermen.
Merk: Termisk-par wire på temperatur monitor slutten har blitt satt i fat gjennom vakuum røret ved hjelp av en feedthrough.
4. ordningen og justering av Laser-basert diagnostikken
- Sett to gjengede ankere i hullene på baksiden av focuser sonde abonnenten. Skru to skruene gjennom ankere til de når POM for å aktivere frihet til å endre hendelsen strålen.
- Bore hull gjennom-tykkelse på bunnen av focuser sonde holderen, og fest den på en gjenget sylindriske magnet.
- Trekke en optisk fiber focuser sonde gjennom en aluminium tube, og lim sonden til aluminium røret ved å bruke ekstra rask-sett epoxy rundt sonden hodet og spissen av aluminium rør. Presse sonde overhode fremover inn i røret som mulig, men pass på at proben linsen fra epoxy. Vent til ekstra rask-sett epoxy er herdet.
- Koble den optiske focuser all-fiberoptikk NDI/TDI interferometer31, og plassere samlingen focuser på målet abonnenten sikter mot bak-overflaten av målet.
- Slå på laser, i dette tilfellet en 2W Erbium fiber kombinert laser, til 0,2-0,4 W strøm. Deretter justere plasseringen av focuser sonden bruker skruene festet på samlingen focuser til riktig lys kopling oppnås og ervervet signalet er optimalisert.
- Justere variabel forholdet kabelendene samsvar med intensiteten av referansen og Doppler-forskjøvet lys til signalet i oscilloskop er optimalisert.
Merk: Hvis tverrgående bevegelse diagnose er nødvendig, kan du se trinn 4.5-4.6. - Sette to gjengede ankere i hullene på baksiden av POM focuser holderen, og stram til de to skruene gjennom ankere til de berører POM.
- Bore hull gjennom-tykkelse på bunnen av focuser sonde holderen, og fest den på en gjenget sylindriske magnet.
- Trekke en optisk fiber collimator sonde gjennom en aluminium tube, og lim sonden til aluminium røret ved å bruke ekstra rask-sett epoxy rundt sonden hodet og spissen av aluminium rør. Presse sonde overhode fremover inn i røret som mulig, men pass på at proben linsen fra epoxy. Vent til ekstra rask-sett epoxy er herdet.
- Gjenta trinnene ovenfor i 4.4 å gjøre to samlinger og sette dem i innvirkning kammeret.
- Justere plasseringen og vinklene av de mottakende optisk fiber collimators med magnet, og de to skruene på POM abonnenten til intensiteten av den første ordren diffracted bjelker målt ved makt skjermer er optimalisert.
- Koble strøm skjermen og koble de to motta collimators til alle-fiberoptikk TDI interferometer31.
5. gjennomføring av høy temperatur omvendt geometri Normal/press-skjær Plate innvirkning eksperimenter
- Sikre primære flensen ved å stramme de fire klemmer av virkningen kammeret, og Lukk kammeret ved hjelp av en polyester film boltet til en sekundær flens.
- Øke segl trykket til ~ 207 kPa, og Lukk gass-pistolen på breech-slutten av stramme skruene i flensen.
- Aktivere vakuumpumpe breech-end, og deretter aktivere vakuumpumpe målet kammer-end.
- Kontroller at det er ingen bevegelse av sabot mot kammeret forårsaket av press forskjellen på forsiden og baksiden av sabot. Vent til kammeret er evakuert til en mindre enn 100 mTorr.
- Slå på laser-amplitude-baserte sabot innvirkning hastighet målesystemet.
- Flytt varmeren ned merkede posisjon og slå på ovnen. Øke temperaturen i ovnen med 100 ° C trinn til ønsket eksempel temperaturen er nådd.
- Pressurize avfyring dump kammer til ~ 1103 kPa og Last kammeret til et ønsket nivå avhengig av valgt påvirke hastigheten. Også sikre den sabot catcher til innvirkning kammeret.
- Slå av ovnen og umiddelbart flytte varmeren oppover mot varmeapparatet-brønnen. Registrere temperaturen vises på temperaturen diagnostiske skjermen målt ved sabot thermocouple på prøven overflaten.
- Umiddelbart åpne segl ventil og utgivelsen avfyring dumpe kammer når segl trykket synker ned til null.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
En 82,5 mm bar, 6 m lengde, ett-trinns gass pistolen mot CWRU i stand til akselererende 0,8 kg prosjektiler til hastigheter opptil 700 m/s ble brukt i å gjennomføre nåværende eksperimenter. Figur 5 viser et bilde av endrede gass-gun på CWRU. Før avfyring ligger tilpasset designet sabot i varmeapparatet forlengelsen stykket, vist i figur 6. Utvidelse stykket bærer en loddrett varmeapparatet-og aktivere en resistiv coil ovn for å flytte av banen til sabot. Denne varmeapparatet CoILen kan flyer platen holdt foran sabot å varmes via gratis stråling under vakuum til ønsket test temperaturer. Sabot er designet til å frakte oppvarmet flyer plate mens begrensende varme flyt fra flyer platen inn i sabot kroppen, dermed dempe risikoen for beslag av sabot på grunn av mulig termisk utvidelse av sabot kroppen. Egendefinerte sabot design vises skjematisk i figur 7. Nøkkelen til design er keramisk isolator røret, laget av fullt sparken alumina silikat, valgt for lav termisk konduktivitet, lav termisk ekspansjon og utmerket fleksibilitet i forhold til andre tilsvarede machinable keramikk. Når ønsket test-temperatur er oppnådd, er varmtvannsberederen leder manuelt flyttet ut av banen av prosjektilet og ligger i ovnen-brønnen. Like før skyte gass pistolen, er temperaturen på prøven registrert via en thermocouple sonde koblet til forsiden av brosjyren plate. For denne bestemte eksperimentet, hastigheten av prosjektil ca 100 m/s, videre forutsatt konstant akselerasjon, det tar litt over en tidel av et sekund for prosjektil å nå målet, dermed temperaturen registrert like før avfyring er antas for å være et godt anslag for første eksempel temperaturen på effekt. Deretter utføres avfyring protokollen. Når segl trykket i breech når lufttrykk, og skyte trykket er dumpet i avfyring dumpe kammer, stempelet opprettholde en forsegling mellom Last kammer og pistol fat er fordrevet bakover. Dette gir høytrykk gass raskt renner ut fra breech og starte sabot. Sabot reiser ned lengden på løp og er laget for å påvirke med stasjonære mål platen på virkningen kammeret.
Den egendefinerte designet sabot kan flyer platen enten vanlig eller tilbøyelig i forhold til aksen av bevegelse. Figur 8 og figur 9 Vis skjematisk omvendt normalt, og skrå platen innvirkning konfigurasjoner. Imidlertid er bare motsatt vanlig tallerken innvirkning konfigurasjonen beskrevet i stede manuskriptet. Figur 10 viser et bilde av en typisk holderen målsamling i disse eksperimentene. Roterende frihetsgradene aktiverer nøyaktig justering av mål plate til flyer plate. Justering utføres med en presisjon maskinert prisme i forbindelse med en autocollimator, som vist skjematisk i Figur 11. Under justering reflekteres parallelle stråler fra autocollimator av overflaten av prismet, mål og flygeblad plate; en tredje bjelke reflekterer av overflaten av prismet. Reflekterte lyset forblir parallelle hvis og bare hvis flyer og målet plate flatene er parallelle med hverandre og vinkelrett på bakre overflaten av prismet. I fremadstormende parallelle bjelker vil deretter konvergere til et enkelt bilde på reticle typen autocollimator bety at overflater er justert.
Motsatt vanlig tallerken innvirkning ordningen, upon inntrykk, er normal stress generert på flyer/target grensesnittet som reiser gjennom de romlige dimensjonene av platene som en langsgående stress bølge med en front parallelt innvirkning overflaten (forutsatt at den flathet og parallellitet toleranser er oppfylt). Upon inntrykk kommer spenning-partisk pinnene i kontakt med metallisk flyer platen båret av sabot, opprette en bane til bakken. Signalene fra kortsluttet pinnene overvåkes gjennom tilt oppkjøpet krets, digitalisert og deretter registreres gjennom et oscilloskop. Disse signalene gi kvantitativ informasjon om den maksimale tilt i effekt, i tillegg til, tilt flyet, og i tillegg gir en utløser puls for oscilloskop begynne innspillingen signaler fra normal bevegelse diagnostikken. Studien, en i-in-House-bygget alle fiberoptikk basert kombinert normal og tverrgående forskyvning interferometer brukes til å overvåke gratis overflaten bevegelse målet (Figur 12). Figur 13 viser rå data registrert under en vellykket omvendt geometri normal plate innvirkning eksperiment. Dataene i denne tomten kan brukeren bekrefte at protokollen nevnt ovenfor er blitt utført riktig. Vist i rødt er signal gitt tilt oppkjøpet kretsen. For dette eksperimentet, forskjellen i tid mellom shorting av første og siste spenning partisk pinnene er ca 180 ns, som angir at avstanden mellom den første og siste kontaktpunkt under innflytelse var ca 18 µm (gitt at prosjektil reist på 100 m/s), så maksimale vinkelen på effekt målt over 34,5 mm bolt sirkelen var ca 0.52 mrad. Hvis justeringen protokollen ikke utføres tilfredsstillende, en mye større tilt tid ville være observert og en tilt nivå større enn et par mrad kunne convolute sjokk bølge profilen målt på gratis overflaten. En annen indikasjon på et vellykket eksperiment er forskjellen i tid mellom første kortsluttet pin og ankomsten av langsgående bølge på gratis overflaten av målet plate. Stress bølgen generert på virkningen reiser med en konstant fart forutsatt at målet platen forblir elastisk. For legering stangen brukt i denne studien, hastigheten av langsgående bølge er ca 5820 m/s, dermed vite tykkelsen på målet, 7 mm antyder at den langsgående bølgen bør kommer ca 1,2 µs etter innvirkning. Figur 13, er ankomsten av langsgående stress bølgen preget av en rask slå frekvens og amplitude variant av signalet fra normal bevegelse diagnostikken. En forsinket ankomst av langsgående stress bølgen kan tyde på en stor tilt, inelasticity målet plate eller upassende mål montering forberedelse.
Figur 14 viser skjematisk stress versus partikkel hastighet diagram for en generell normal sjokk komprimering plate-effekt eksperiment hvor både forvarmet flyer og målet plate kan gjennomgå elastisk-plast deformasjon på effekt. Loci alle stress/partikkel hastighet stater for målet plate under uniaxial press representeres av svart kurven passerer gjennom opprinnelse, mens loci alle stress/partikkel hastighet stater for flyer representeres av svart kurven kryssende partikkel hastighet aksen på prosjektil hastigheten. Rød kurven kryssende partikkel hastighet aksen på prosjektil hastigheten er ment å illustrere mulige effekten av temperatur på locus stater for prøven. For en effekt mot en romtemperatur prøve, prøve/target grensesnittet målet platen beveger seg fra en un lastet tilstand (1), til en lastet tilstand (3), etter den strek-prikk (linjen Raleigh) med en skråning lik langsgående impedans på målet platen materiale på staten (3), mens utvalg platen beveger seg fra en losset tilstand (2) til en lastet tilstand (3), følgende Raleigh linjen med en skråning lik langsgående impedans på prøven på staten (3). Skjæringspunktet mellom disse to linjene viser de maksimale stress og hastighet statene oppnåelig gjennom impedans matchende under dette eksperimentet på prøve/target grensesnittet. Videre plate stress/partikkel hastighet statene på prøve/target grensesnitt innvirkning partikkel hastigheten sier på gratis overflaten av målet, dette vises som stat (4). Påvirke mot et utvalg med en lavere langsgående akustisk impedans, vil resultere i en endring i oppnåelig stater på prøve/target grensesnittet (3) (5), og dermed på gratis overflaten til målet (4) til (6), dermed viser hvor små endringer i langsgående akustisk impedans på prøven er synlig ved å overvåke partikkel hastigheten på gratis overflaten av målet plate.
Merk, at partikkel hastighet på gratis overflaten av målet er minst dobbelt av partikkel hastigheten på prøve/target grensesnittet, men denne faktoren endringer som en funksjon av hastigheten på plast bølgeutbredelse, derfor stress staten på prøven / målet grensesnitt anslås bruker7
hvor 
et tidsintervall for discritzed vises som 
, hvor h er inverse av samplingsfrekvensen i oscilloskop (2,5 x 10 10/s), 
der L er tykkelsen på målet platen og 
er en gjennomsnittlig stress avhengige hastighet av plast forplantning i målet platen målt på gratis overflaten da . 
, og 
, tetthet og elastisk longitudinell bølge hastigheten på målet platen henholdsvis, og 
er målt partikkel hastigheten på gratis overflaten av målet plate. I tillegg fra målt gratis overflaten partikkel bestemmes hastighet tilsvarer hastighet platået (tilstand (3)), den langsgående akustisk impedansen flyer (eksempel) ved hjelp32
Figur 15 , viser gratis-overflate hastighet partikkelspor fra normal bevegelse diagnostikken. Denne spor manifesterer først en relativt kraftig økning i hastighet knyttet til dynamikken i virkningen, etterfulgt av et platå som følge av en impedans kamp mellom de flyer og målet platene som er vedvarende gjennom hele eksperimentet. Innledende hastighet økningen er knyttet direkte til dynamisk styrke og begynnende plast flyten av målet plate materiale, mens, hastigheten på sjokk platået er knyttet til impedans match mellom mål og flyer platene. Figuren viser tydelig gradvis avtagende partikkel hastigheter på bølge-front og partikkel hastighet platået som en funksjon av økende temperatur, foreslår mulig termisk mykgjørende og/eller monotonically synkende langsgående impedans på utvalget materialet med temperatur.
Et mer interessant resultat ses i Figur 16, som viser normale gratis overflaten hastighet partikkelspor innhentet fra reversere geometri normal plate innvirkning eksperimenter utført på kommersielle renhet polycrystalline magnesium. Tilsvarende Figur 15, Figur 16(a) viser monotonically synkende partikkel hastigheter på sjokk platået med økende temperaturer mellom 23-610 grader, men ved temperaturer over denne plan flate (i.e.617, 630 grader), en tilbakeføring av denne trenden kan observeres klart. Denne økningen i partikkel hastighet antyder en økning i sjokk impedans på utvalget materialet, dessuten, forutsatt at elastisk konstantene i materialet redusere som en funksjon av økende temperatur, og så en økning i sjokk impedansen, i dette fall, antyder en økning i ytelse styrke og/eller plast modulus av utvalget materialet. Se nøye på Figur 16(b) det kan sees at økningen i partikkel hastighet på sjokk platået er ledsaget av en økning i partikkel hastighet nivåer gjennom den første økningen i hastighet partikkelspor, som samsvarer med det stressnivå på prøve/target grensesnittet under begynnende plastisitet av utvalget materialet. Figur 17 viser micrographs av tverrsnitt av virkningen overflaten av etter prøven. Bildene viser to merkbare effekter på mikrostruktur som følge av økende temperatur. Først viser bildene korn modning med økende utvalg temperatur, hvilke forventes. Bildene viser imidlertid også en endring i twin bandet formasjoner, som manifest som tabell funksjoner eller linjer med en endelig bredde som korn. Nøye ser på bildene tilsvarer temperaturer fra 23-500 grader, reduksjon i twin band er observert med økende temperatur. Men ved høyere temperaturer (i.e.610, 617, 630 grader) et nytt fremveksten av disse to bandene er observert, noe som antyder at twin dannelse av bandet foretrukket på sistnevnte-slutten av denne temperaturområde. Siden plast deformasjon på magnesium er innkvartert gjennom konkurrerende mekanismer av twin bandet formasjoner og sklisikkerhet, er det sannsynlig at favoriserte twin bandet dannelsen observert på høyeste testen temperatur gjelder antyder at slip er blitt vanskeligere under disse forholdene.
Figur 1: skjematisk av en typisk flyer plate og målet plate forsamling. Denne illustrasjonen viser en enkel skjematisk av flyer og målet plate samlinger som brukes i dagens eksperimentelle konfigurasjon. En omfattende protokoll for å forberede disse delene er beskrevet i trinnene 1.1-1.7. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: bilde av flathet målemetode. Denne illustrasjonen viser flathet målingen på plater ved å plassere en optisk flatt på overflaten rundt under en grønn monokromatisk lys. Planhet kan være kvantifisert (en) ved å observere kurvatur av lys band på overflaten av prøven, eller (b) ved å telle antall band over diameter. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3: fotografi av en flat sikre oljerigg. Denne illustrasjonen viser målet platen og aluminium ringen er sikret en flat stål scenen med tre skruer som er forsiktig hånd strammet slik at anvendt presset på målet og ring hindre epoxy lekker. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4: fotografi av sabot utformingen. Denne illustrasjonen viser komponentene av egendefinerte varmebestandig sabot. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 5: gass-gun facility på CWRU. Denne illustrasjonen viser et bilde av ett trinn gass-gun anlegget ved Case Western Reserve University. Vist i rødt er den spesialdesignede varmesystem som mates med eksisterende pistol-fat, og aktiverer ønsket temperaturer skal formidles til sabot. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 6: skjematisk over oppvarmingssystemet. Denne illustrasjonen viser en skjematisk over oppvarmingssystemet knyttet til høytrykk enkelt scene gass-gun breech. Egendefinert forlengelse stykket inkorporerer en ovn-brønn som huser en resistiv varmeapparatet coil holdt på en stamme med aksial og roterende grader av frihet. Denne CoILen kan flytte i tråd med prosjektil og varme tynn metall prøver holdt foran sabot temperaturer over 1000 ° C før avfyring. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 7: skjematisk av varmebestandig sabot. Denne illustrasjonen viser en skjematisk av sabot brukes i gjeldende eksperimentelle konfigurasjon. Alumina silikat røret bidrar til å redusere varmen flyte fra oppvarmet tynn metall prøven til sabot kroppen, således minimere risikoen for beslag av sabot i løp på grunn av mulig termisk ekspansjon av sabot kroppen. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 8: skjematisk av høy temperatur omvendt konfigurasjon normal plate innvirkning eksperimentet. Sabot bærer oppvarmet flyer platen er drevet ned pistol fat og gjorde kollidere med samlingen mål. Upon inntrykk, pins slikket flush med målet platen gi utløse puls og tilt diagnostikk, mens gratis overflaten bevegelse mål platen overvåkes via tilpasset bygget PDV. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 9: skjematisk av typiske symmetrisk skrå plate innvirkning eksperimentet. I denne konfigurasjonen er en flyer plate tilbøyelig i forhold til aksen av bevegelse, som upon inntrykk gir både normal og tverrgående komponenter av bevegelse i forhold til normal av virkningen overflaten. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 10: fotografi av en typisk holderen målsamling. Denne illustrasjonen viser typiske mål holderen samlingen brukes for enten vanlig eller skrå plate innvirkning eksperimenter. Målsamling i midten er knyttet til målet abonnenten via POM pinner, og roterende frihetsgrader aktiverer nøyaktig justering gjøres. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 11: prisme justering ordningen. Denne illustrasjonen viser en illustrasjon av justering oppsettet for flyer og målet platene bruker en høy presisjon rettvinklet prisme sammen med en autocollimator. Parallell bjelker (vises i rødt) fra autocollimator reflekteres av overflaten av prisme, mål og flygeblad plate, gjenspeiler en tredje stråle av overflaten av prismet. Reflektert bjelker (vist i svart) opprettholde parallellitet gitt at flyer og målet plate overflater er parallelle med hverandre og vinkelrett på bakre overflaten av prismet. I fremadstormende parallelle bjelker konvergere til form et enkeltbilde på reticle for autocollimator. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 12: skjematisk egendefinerte alle fiberoptikk basert kombinert normal og tverrgående forskyvning interferometer systemet. Denne konfigurasjonen bruker en modifisert PDV, vises i blått, både overvåke normal bevegelse mål platen og belyse en holografisk rist på gratis overflaten av målet, flere ordre diffracted bjelker. Disse bjelker (vanligvis første bestilling) kan kombinert inn fibrene og kombinert for å skape beat frekvens variasjoner proporsjonal med tverrgående bevegelse mål platen, dette er vist i rødt. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 13: rådata fra en typisk vanlig plate påvirke eksperimentet. Denne illustrasjonen viser registrerte signalet fikk under en typisk omvendt geometri normal plate innvirkning eksperiment. Vist i rødt er signalet innhentet fra kortsluttet spenning-partisk pinnene knyttet til aluminium ringen under påvirkning. Forskjellen i tid mellom første og siste kortsluttet pin anslå maksimale vinkelen på effekt, og rekkefølgen som pinnene er kortsluttet aktiverer anslag om tilt flyet gjøres. Vist i svart signalet hentes fra vår vanlige bevegelse diagnostikk, er her slo frekvens variantene knyttet til vanlig bevegelse gratis overflaten av målet plate. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 14: Stress versus partikkel hastighet diagram for en omvendt konfigurasjon normal plate innvirkning eksperiment. Denne illustrasjonen viser stress versus partikkel hastighet diagrammet til et forhøyet temperatur omvendt geometri normal plate innvirkning eksperiment. Kurven sentrert på opprinnelse detaljer locus alle stress stater oppnåelig for isotropic målet platen, mens kurven som går fra V0 detaljer locus alle sier for eksempel materialet i romtemperatur, videre røde kurven kryssende Vo er ment å vise mulig effekt av økende temperaturer. Upon inntrykk mot en romtemperatur prøve flytter målet platen fra en un lastet tilstand (1) til en lastet tilstand (3), mens, hvis innvirkning gjøres mot en forvarmet prøve målet flyttes fra tilstand (1) å begrunne (5), derfor skiftende gratis overflaten partikkel hastighet stater fra (4) (6). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 15: Normal gratis overflaten hastighet rekord for den gjeldende konfigurasjonen for eksperimentell. Denne illustrasjonen viser gratis overflaten partikkel hastighet spor fra normal bevegelse diagnostikken. Denne spor manifesterer først en relativt kraftig økning i hastighet knyttet til dynamikken i virkningen, etterfulgt av et platå som følge av en impedans kamp mellom de flyer og målet platene som er vedvarende gjennom hele eksperimentet. Initial hastighet økningen er knyttet direkte til stress i Al prøven på flyer/target grensesnittet som sjokk utvikler seg, mens hastigheten på sjokk platået er knyttet til impedansen kamp mellom mål og flygeblad plater. Samlet, plottet viser redusere partikkel hastigheter, med økende temperatur, og dette foreslår mulig termisk nedtoningen av utvalget materialet under dagens lasting forhold. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 16. Normal gratis overflaten hastighet partikkelspor innhentet fra eksperimenter utført på kommersielle renhet polycrystalline magnesium. (a) viser monotonically redusere partikkel hastigheter på sjokk platået for temperaturer fra rom til 610 grader, men ved høyere temperaturer (617, 630 grader), trenden er motsatt. (b) viser at denne økningen i partikkel hastighet er også tydelig i den første økningen av hastighet partikkelspor. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 17. Mikroskala bilder av et tverrsnitt av post virkningen test prøver. Bildene viser to merkbare effekter på mikrostruktur på utvalget som følge av økende temperatur. Først bildene viser korn modning med økende utvalg temperatur, men mer interessant er endringen i twin bandet formasjoner, som manifest som tabell funksjoner eller linjer med begrenset bredde som korn. For temperaturer fra 23-500 grader, en nedgang i twin bandet dannelsen kan observeres, men som temperaturen er økt utover dette punktet (dvs. 610, 617, 630 grader) en fremvekst av twin band er tydelig observert. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Metoden og protokollen nevnt ovenfor detaljerte fremgangsmåten for riktig utføre en omvendt geometri normal plate innvirkning eksperiment ved høye temperaturer. I denne tilnærmingen gjør vi tilpasset endringer løp på høytrykk (breech) slutten av eksisterende gass pistolen ved Case Western Reserve University, å huse en resistiv varmeapparatet coil med aksial og roterende grader av frihet. Resistiv varmtvannsberedere coil system kan tynn aluminium prøver, holdt på på en ovn motstandsdyktig sabot, å varmes til nær smeltingen temperaturer (over 640 ° C), før avfyring. Bruke varmeren boliger tilpasning kombinert med en varmebestandig sabot, ble høy temperatur plate innvirkning eksperimenter utført uten behov for spesielle eksperimentelle hensyn, som er typisk når utnytte konvensjonelle tilnærming, som , behovet for ekstern vippe justering med tilbakemelding for å opprettholde parallellisme av mål og flyer platene under varme-prosessen. Total, den nye tilnærmingen reduserer antall trinn i delen protokollen sammenlignet med konvensjonelle tilnærming.
I delen eksperimentelle protokollen vi detalj trinnene som kreves for: 1) prøven og målet materialet forberedelser, der flyer og målet platene er nøye maskinert, slikket og polert, til innenfor toleransen som parallellitet og planhet nødvendig for den generasjon av Planet waves med en front tilstrekkelig parallelt innvirkning overflaten; 2) montering av egendefinerte varmebestandig sabot i stand til å sikre en oppvarmet eksempel plate, mens begrensende varme flyt i sabot kroppen og pistol fat. I tillegg huser til sabot en nøkkel, som mates eksisterende nøkkel-måte i pistolen fat for å hindre rotasjon av hele sabot under sin reise ned lengden på løp. Til slutt, i trinn 3-5 vi detalj protokollen for justering av prøven og målet platene før gjennomfører eksperimenter, flyer platen (eksempel) og gjennomføring av eksperimenter. Etterfølgende delen viste vi hvordan nøyaktigheten av protokollen kan bekreftes fra rådata i figur 1. Endelig, vi presentere resultat fra vellykket høy temperatur normal plate innvirkning eksperimenter, som aktiverer målinger av stress/partikkel hastighet stater prøve/target grensesnittet, i tillegg til, temperatur avhengig langsgående akustisk impedans på utvalget materialet.
I nær fremtid, med nødvendige justeringer til sabot design, er denne metoden ventet å aktivere enda høyere temperatur plate innvirkning eksperimenter, som gjør sin bruk i undersøkelser dynamiske materiale oppførselen til høyere Smeltepunkt materiale på smeltingen temperaturer. Gitt allsidigheten av denne tilnærmingen, brukes flere forskjellige eksperimentelle konfigurasjoner å studere dynamiske materiale virkemåten et fullt sett. For eksempel hastigheter høy temperatur omvendt geometri plate innvirkning eksperimenter passende kan utformes til å foreta målinger av sjokk bølge i metaller på økende temperaturer, mens press-skjær plate innvirkning eksperimenter kan utføres for å evaluere dynamisk inelasticity ved store belastninger og ultra høye klipping.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne ikke avsløre.
Acknowledgments
Forfatterne ønsker å erkjenne økonomisk støtte av US Department of Energy gjennom den forvaltning Science akademiske Alliansen DOE/NNSA (DE-NA0001989 og DE-NA0002919) i drive denne forskningen. Til slutt, forfatterne gjerne takke Los Alamos National Lab for deres samarbeid for å støtte under arbeidet i de nåværende og fremtidige undersøkelsene.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 99.999% commercial purity polycrystalline aluminum | Goodfellow | AL007970 | Material for flyer plate (sample) |
| H13 tool steel | Fabrication Center of CWRU | N/A | Material for the sample holder |
| Solution treat & age Inconel 718 alloy | High Temp Metals | N/A | (1.005/1.015)" Dia x 24", Material for target plate |
| Photoresist S1805 | MicroChem | N/A | Material of the photoresist for holographic grating |
| Developer CD-26 | MicroChem | N/A | Developer to the photoresist for holographic grating |
| Aluminum 6063 tube | McMaster-Carr | 4568T19 | Material for the ring in target assembly |
| Black Delrin (R) Acetal Resin Rod (4-1/2" Dia.) | McMaster-Carr | 8576K81 | Material for the Delrin holder in target assembly |
| White Delrin (R) Acetal Resin Rod (1/4" Dia.) | McMaster-Carr | 8572K51 | Material for the Delrin pins in target assembly |
| Aluminum 6061 tube | McMaster-Carr | 9056K24 | Material for the body in projectile assembly |
| Aluminum 6061 rod | McMaster-Carr | 8974K88 | Material for the cap in projectile assembly |
| Teflon sheet | McMaster-Carr | 8711K98 | Material for the key |
| LAVA-FF - Alumina Silicate disc | Technical Products | CWR-033116-1 | |
| LAVA-FF - Alumina Silicate tube | Technical Products | ALR11515 | |
| Alumina Pan Slotted Head Bolt | Ceramco | A83200PANSLT0.500 | |
| 409 N70 Buna-N O-ring | The O-ring Store | B70409 | |
| Loctite Hysol 9412 adhesive | Loctite | 83107 | |
| High Temperature Cements | OMEGA Engineering | OB-300 | |
| Extra fast-set epoxy | Ellsworth | 4001 | |
| Mylar sheet | McMaster-Carr | 8567K94 |
References
- Davies, R. M. A critical study of the Hopkinson pressure bar. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 240, 375-457 (1948).
- Kolsky, H. An investigation of the mechanical properties of materials at very high rates of loading. Proceedings of the Physical Society. Section B. 62, 676 (1949).
- Gilat, A., Cheng, C. -S. Torsional split Hopkinson bar tests at strain rates above 104s− 1. Experimental Mechanics. 40, 54-59 (2000).
- Harding, J., Wood, E., Campbell, J. Tensile testing of materials at impact rates of strain. Journal of Mechanical Engineering Science. 2, 88-96 (1960).
- Clifton, R. J., Klopp, R. W. Pressure-shear plate impact testing. Metals handbook. 8, 230-239 (1985).
- Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. Mechanical Response of 99.999% Purity Aluminum Under Dynamic Uniaxial Strain and Near Melting Temperatures. International Journal of Impact Engineering. 113, 180-190 (2017).
- Wang, T., Zuanetti, B., Prakash, V. Shock Response of Commercial Purity Polycrystalline Magnesium Under Uniaxial Strain at Elevated Temperatures. Journal of Dynamic Behavior of Materials. 3, 497-509 (2017).
- Dike, S., Wang, T., Zuanetti, B., Prakash, V. Dynamic Uniaxial Compression of HSLA-65 Steel at Elevated Temperatures. Journal of Dynamic Behavior of Materials. 3, 510-525 (2017).
- Okada, M., Liou, N. -S., Prakash, V., Miyoshi, K. Tribology of high speed metal-on-metal sliding at near-melt and fully-melt interfacial temperatures. Wear. 249, 672-686 (2001).
- Prakash, V., Clifton, R. J. Fracture Mechanics: Twenty Second Symposium (vol. 1). , Astm Special Technical Publication. (1992).
- Prakash, V., Mehta, N. Uniaxial Compression and Combined Compression-and-Shear Response of Amorphous Polycarbonate at High Loading Rates. Polymer Engineering and Science. 52, 1217-1231 (2012).
- Lee, Y., Prakash, V. Dynamic fracture toughness versus crack-tip speed relationship at lower than room temperature for high strength 4340VAR structural steels. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 46, 1943-1967 (1998).
- Lee, Y., Prakash, V. Dynamic brittle fracture of high strength structural steels under conditions of plane strain. International Journal of Solids and Structures. 36, 3293-3337 (1999).
- Yuan, F., Prakash, V., Lewandowski, J. J. Shear yield and flow behavior of a Zirconium-based bulk metallic glass. Mechanics of Materials. 42, 248-255 (2010).
- Shazly, M., Prakash, V., Draper, S. Mechanical behavior of Gamma-Met PX under uniaxial loading at elevated temperatures and high strain rates. International Journal of Solids and Structures. 41, 6485-6503 (2004).
- Klopp, R., Clifton, R., Shawki, T. Pressure-shear impact and the dynamic viscoplastic response of metals. Mechanics of Materials. 4, 375-385 (1985).
- Arvidsson, T. E., Gupta, Y., Duvall, G. E. Precursor decay in 1060 aluminum. Journal of Applied Physics. 46, 4474-4478 (1975).
- Gilat, A., Clifton, R. Pressure-shear waves in 6061-T6 aluminum and alpha-titanium. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 33, 263-284 (1985).
- Barker, L., Hollenbach, R. Shock wave study of the α⇄ε phase transition in iron. Journal of Applied Physics. 45, 4872-4887 (1974).
- Shazly, M., Prakash, V. Shock response of a gamma titanium aluminide. Journal of Applied Physics. 104, 083513 (2008).
- Yuan, F., Prakash, V., Lewandowski, J. J. Spall strength and Hugoniot elastic limit of a Zirconium-based bulk metallic glass under planar shock compression. Journal of Materials Research. 22, 402-411 (2007).
- Yuan, F. P., Prakash, V., Lewandowski, J. J. Spall strength of a zirconium-based bulk metallic glass under shock-induced compress ion-and-shear loading. Mechanics of Materials. 41, 886-897 (2009).
- Prakash, V. A pressure-shear plate impact experiment for investigating transient friction. Experimental Mechanics. 35, 329-336 (1995).
- Kumar, P., Clifton, R. Optical alignment of impact faces for plate impact experiments. Journal of Applied Physics. 48, 1366-1367 (1977).
- Prakash, V. Time-resolved friction with applications to high speed machining: experimental observations. Tribology Transactions. 41, 189-198 (1998).
- Frutschy, K., Clifton, R. High-temperature pressure-shear plate impact experiments using pure tungsten carbide impactors. Experimental mechanics. 38, 116-125 (1998).
- Frutschy, K., Clifton, R. High-temperature pressure-shear plate impact experiments on OFHC copper. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 46, 1723-1744 (1998).
- Zaretsky, E., Kanel, G. I. Effect of temperature, strain, and strain rate on the flow stress of aluminum under shock-wave compression. Journal of Applied Physics. 112, 073504 (2012).
- Grunschel, S. E. Pressure-shear plate impact experiments on high-purity aluminum at temperatures approaching melt. , Brown University. (2009).
- Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. A Novel Approach for Plate Impact Experiments to Determine the Dynamic Behavior of Materials Under Extreme Conditions. Journal of Dynamic Behavior of Materials. 3, 64-75 (2017).
- Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. A compact fiber optics-based heterodyne combined normal and transverse displacement interferometer. Review of Scientific Instruments. 88, 033108 (2017).
- Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. Mechanical response of 99.999% purity aluminum under dynamic uniaxial strain and near melting temperatures. International Journal of Impact Engineering. 113, 180-190 (2018).
- Duffy, T. S., Ahrens, T. J. Compressional sound velocity, equation of state, and constitutive response of shock-compressed magnesium oxide. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 100, 529-542 (1995).
- Tan, Y., et al. Hugoniot and sound velocity measurements of bismuth in the range of 11-70 GPa. Journal of Applied Physics. 113, 093509 (2013).
