Summary
Här presenterar vi ett detaljerat protokoll av en ny strategi för att genomföra förhöjd temperatur omvänd normala plätera inverkan, samt kombinerad tryck-och-skjuvning plattan. Metoden innebär användning av en sätesbjudning-end resistiv spole värmare att värma ett prov som hölls på främre delen av ett värmebeständigt sabot till önskad temperatur.
Abstract
En ny metod för att utföra normala eller kombinerad tryck-skjuvning plattan inverkan experiment vid temperaturer upp till 1000 ° C presenteras. Metoden gör det möjligt för förhöjd temperatur plattan-impact experiment riktad mot sondera dynamiska beteende material under termomekanisk ytterligheter, medan förmildrande flera särskilda experimentella utmaningar medan du utför liknande experiment använda metoden med konventionella plattan inverkan. Egna anpassningar görs till sätesbjudning-slutet av en enstegs gas-pistol vid Case Western Reserve University; dessa anpassningar omfattar en precisionsbearbetade förlängningsstycke SAE 4340 stål, som är strategiskt utformad att para de befintliga gun-fat samtidigt som den ger en hög tolerans matcha till bore och kilspår. Förlängningsstycket innehåller en vertikal cylindrisk varmvattenberedare-brunn, som inrymmer en värmeaggregatet. En resistiv spole värmare-huvudet, kan nå temperaturer på upp till 1200 ° C, är kopplad till en vertikal stam med axial/roterande grader av friheterna. Detta möjliggör tunna metall exemplar hölls på främre delen av ett värmebeständigt sabot värmas jämnt över diameter till de önskade temperaturerna. Av värme flyer plattan (i detta fall, provet) i sätesbjudning-slutet av pistol-fat i stället för i målet-slutet, kan flera kritiska experimentella utmaningar avvärjas. Dessa inkluderar: 1) allvarliga förändringar i anpassningen av målplatta under värme den termiska expansionen av flera beståndsdelar som ingår i målet innehavaren församlingen; (2) utmaningar som uppstår på grund av diagnostik element, (dvs., polymer holografisk galler och optiska prober) för att vara nära den uppvärmda mål församlingen; (3) utmaningar som uppstår för målet plattor med en optisk fönster, där bond avgörande toleranser mellan provet, lager, och fönster som blivit allt svårare att upprätthålla vid höga temperaturer. (4) i fråga om kombinerade komprimering-skjuvning plattan inverkan experiment, behovet av hög temperatur resistenta diffraktion galler för mätning av tvärgående partikel hastighet på den fria ytan av målet; och 5) begränsningar på nödvändiga för entydig tolkning av den uppmätta gratis yta hastigheten kontra tidsprofil på grund av termisk mjukgörande och eventuellt framställning av markeringsramens mål pläterar islaghastighet. Genom att utnyttja de anpassningar som nämns ovan, presenterar vi resultaten från en serie av omvänd geometri normala plätera inverkan experiment på kommersiella renhet aluminium på en rad prov temperaturer. Dessa experiment visar minskande partikel hastigheter i påverkat tillstånd, som är vägledande material mjukgörande (minskning efter avkastning flöde stress) med ökande prov temperaturer.
Introduction
I tekniska tillämpningar utsätts material för en rad olika tillstånd som kan vara statisk eller dynamisk i naturen, tillsammans med höga nivåer av deformation och temperaturer från rummet till nära smältpunkten. Under dessa termomekanisk ytterligheter kan beteendet material variera drastiskt; således över nästan ett sekel, har flera experiment utvecklats riktade mot sondera det dynamiska svaret eller andra egenskaper av material beteende medan under kontrollerade lastning regimer1,2,3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14. för metaller laddas vid låga till mellanliggande töjningshastigheter (10-6-10 0/s), servohydrauliska eller precision skruv universal test maskiner har använts för att studera material svaret utsätts för olika lägen för lastning och nivåer av deformation. Men som den tillämpade stammen priser öka utöver den mellanliggande stam (dvs., > 102/s), andra experimentella tekniker blivit nödvändigt för att probe mekaniska svaret. Till exempel vid lastning av 103/s upp till 5 × 104/s full storlek eller miniatyriserade Split-Hopkinson trycket barer aktivera sådana mätningar göras8,15.
Traditionellt, ljus gas-vapen och/eller explosivt lamell inverkan experiment har använts för att studera den dynamiska oelastisk och andra fenomen såsom spallation eller fas omvandling som sker med mycket höga töjningshastigheter (105-10 7/s)16,17,18,19,20,21,22, eller kombinationer av höga tryck och dynamisk belastning. Vanligen, plattan inverkan experiment innebär lanseringen av en flyer platta bärs av en sabot initialt i sätesbjudning-slutet av gas-vapnet, som sedan färdas ner längden på gun-fat och görs till kolliderar med en noggrant justerad stillastående målplatta på den påverkan kammare. Till följd av effekterna genereras normalt eller kombinerade trycket och skjuvspänningar vid gränssnittet flyer/target, som färdas genom de rumsliga dimensionerna av plattorna som längsgående eller kombinerade längsgående och tvärgående stress vågor. Ankomsten av dessa vågor på den bakre ytan av målplatta påverkar den momentana fri yta partikel lufthastigheten mål plattan, vilket kontrolleras vanligtvis via interferometrisk tekniker. För att möjliggöra tolkning av den uppmätta partikel hastigheten kontra tid historia, är det nödvändigt att plana-vågor med en främre parallell till islagsytan genereras vid inverkan14,23. Att säkerställa den tidigare, inverkan måste ske med en effekt tiltvinkel på mindre än en milli-radian12,24, med inverkan ytor av planhet bättre än ett par mikrometrar5,25.
Plattan inverkan experiment har anpassats för att inkludera värmeelement som möjliggör undersökningar av material beteende att utvidga in termomekanisk ytterligheter26,27,28,29. Dessa anpassningar innebära brukar tillsats av en induktionsspole, eller en resistiv värmare element till mål-slutet av gas-pistolen; även dessa anpassningar har visats vara experimentellt genomförbart, leder metoden med sin natur till speciella experimentella utmaningar som kräver noggranna överväganden. Några av dessa experimentella komplikationer inkluderar differentiell termisk expansion av olika beståndsdelar i målet innehavare montering eller justering fixtur medan värme mål (prov) plattan, som kräver in-real-time anpassning justeringar, vanligen tillverkade med fjärrstyrda justering verktyg med kontinuerlig feedback för att upprätthålla avgörande parallellitet tolerans mellan prov och målet plattan. När det gäller tryck-skjuvning plattan inverkan experimentella ordningen, värme provet kräver konventionell polymer gallerdurken ersättas med hög temperatur resistenta metalliska galler för att övervaka tvärgående partikel hastighet på fri yta på måltavla. Dessutom uppvärmning av provet kan lägga till begränsningar på den islaghastighet som kan användas i vissa experimentella system, såsom i hög stam takt kombinerat tryck-och-skjuvning plattan inverkan konfiguration, där det kan krävas särskilda överväganden för att förhindra entydig tolkning av experimentella resultat, kan som beräknas med hjälp av den akustiska impedansen av främre och bakre målet plattor som vara temperaturberoende. Slutligen, för andra experimentella ordningar, som kräver en måltavla med en optisk fönster, toleranser mellan de prov, bond lager eller beläggningar som blivit allt svårare att upprätthålla höga temperaturer19.
För att lindra de experimentella utmaningar som nämns ovan, har vi gjort egna anpassningar till befintliga enstegs gas-pistolen ligger fall Western Reserve University (CWRU)7,30,31,32 . Dessa ändringar aktivera tunn metall exemplar hölls på främre delen av ett värmebeständigt sabot värmas till temperaturer över 1000 ° C, före bränning, som tillåter hög temperatur normal eller kombinerad tryck-skjuvning plattan inverkan experiment att vara genomfört. I motsats till de flesta av de konventionella metoder som anställd för förhöjd temperatur plattan konsekvensanalyser, har denna metod visat sig lindra flera av de experimentella utmaningar som beskrivs ovan. Detta tillvägagångssätt har exempelvis använts för att rimligen uppnå lutningsvinklar av mindre än en milli-radian utan behovet av remote tilt justering30eller ytterligare optiska element för övervakning tilt förändringar under experimentet. Andra, eftersom målet plattan förblir under rumstemperatur, denna metod kräver inte behovet av särskilda hög temperatur resistenta holografisk galler för mätning av tvärgående partikel velocity i sneda inverkan experiment; Dessutom högre inverkan hastigheter kan utnyttjas utan risk för framställning av målet plattan, och därmed minska komplexiteten i tolkningen av experimentella resultat. Lägg till genom kan detta tillvägagångssätt utnyttjas för att utföra hög temperatur omvänd geometri normala plätera inverkan experiment som ger oss upp relationer för en val provmaterial. Dessa kan erhållas via impedans matchning tekniker eller dessutom en analys av förtunning fläkten från baksidan av provet som bär information avseende förändringar i provet chock hastighet under lossning33,34 . I förhöjd temperatur kombinerad tryck-skjuvning plattan inverkan konfigurationen möjliggör detta tillvägagångssätt den dynamiska oelastisk av tunna filmer studeras upp till en brett temperatur och plastisk deformation utbud och stam-hastigheter upp till 107/s beroende tjocklek av tunna preparatet16,27,29.
Vi kommer presentera protokoll som är nödvändiga för att utföra en typisk förhöjd temperatur plattan inverkan experiment som diskuterats ovan. Detta kommer att följas av ett avsnitt till representativa resultat som erhållits med den nuvarande tekniken. Slutligen kommer en diskussion av resultaten att presenteras före en slutsats.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. prov och rikta Material förberedelse
Obs: I följande protokoll, kommer vi i detalj steg som krävs för att förbereda prov och mål material, som används senare i en omvänd geometri normala plätera inverkan experiment. I den här installationen en flyer pläterar (också provet), hölls på framsidan av en sabot, lanserade via en enstegs gas pistol och gjort att påverka en stillastående mål tallrik inrymt i målet kammare gas pistol. En typisk flyer och målet plattan församling beskrivs i följande protokoll visas schematiskt i figur 1.
- Avsnitt ett 99,999% kommersiella renhet polykristallina aluminium stav in diskar som senare kommer att användas som flyer plattorna (prov).
Obs: Detta kan göras genom att använda en långsam hastighet såg för att undvika höga temperaturer och restspänningar i arbetsstycket. - Ansikte och slå prov diskarna på en svarv till en diameter på 76 mm och tjockleken på 5,6 mm.
- Borra tre equispaced hål 5 mm i diameter på en 62 mm diameter djärva cirkel på prov diskar, som senare kommer att användas för att säkra proven till sabot.
- Slipa båda sidor av provet plattorna för att uppnå en planhet och parallellitet tolerans på nästan 10 µm över diametern på proverna.
- Utföra en grov varv på prov platta ytor med hjälp av en kommersiell överlappande maskin med relativt grova partikelstorlek (10-20 µm).
Obs: En vikt kan läggas i det här steget tills de överlappande ytorna når en även grått, som anger enhetlighet över diametern på disken. - Ren försiktigt omspunna proverna med etanol för att ta bort eventuella kvarvarande partiklar och mineralolja. Sedan, polska båda ytorna på prov plattorna med 1 µm diamond klistra på en putsduk.
- Kontrollera planhet av proverna genom att observera ljus band genom en optisk platt kontakt med ytan av intresse under en grön monokromatiskt ljus källa16.
Obs: Planhet kan kvantifieras genom att observera krökning av de ljusa banden på ytan av provet, eller genom att räkna antalet värdeområden över diameter som visas i figur 2.- Gå-på till nästa steg om 3 ljus band eller mindre ses över provet diameter som anger att en planhet på ca 2 µm. annars, upprepa steg 1.4.1 - 1.4.3 tills 3 ljus band eller bättre uppnås.
- Utföra en grov varv på prov platta ytor med hjälp av en kommersiell överlappande maskin med relativt grova partikelstorlek (10-20 µm).
- Upprepa steg 1.1-1.3 att fabricera mål plattorna. Avsnitt en nederbörd härdade (hög styrka) legering rod (Tabell för material) i diskar och sedan bearbeta dessa till en diameter på 25 mm och tjocklek 7 mm. Slutligen, slipa båda sidor platt till ca 10 µm.
- Varv båda ytorna på target plattorna på en överlappande maskin med 15 µm aluminiumoxid pulver i mineralolja tills ytorna uppnå en även trist grå utseende.
Obs: En motsvarande partikelstorlek av diamond flytgödsel kan användas för att uppnå snabbare avverkningshastigheter och bättre yta eftertänksamt. Dessutom, kan vikter användas. - Upprepa steg 1.4.2.
- Kontrollera planhet mål plattorna genom att upprepa steg 1.4.3. Om 1 ljus band eller bättre observeras vidare till nästa steg. Annars Upprepa steg 1.4.1 - 1.4.3 tills 1 ljus band eller bättre uppnås. Om holografisk gallerdurken är nödvändiga, gå till steg 1.5.4, hoppa annars till steg 1,6.
- Varv båda ytorna på target plattorna på en överlappande maskin med 15 µm aluminiumoxid pulver i mineralolja tills ytorna uppnå en även trist grå utseende.
- Utnyttja ett liknande förfarande som beskrivs i steg 1.1-1.3 att fabricera aluminium ringen.
- Avsnitt ett aluminiumrör med de yttre och inre diametrarna 41 mm och 32 mm, respektive i ringar och sedan möta sidorna till en tjocklek på 7 mm.
- Borra sex 3 mm diameter slots equispaced på 34,5 mm diameter bult cirkel. Dessa kommer senare huset sex spänning partisk koppar pins, som möjliggör tilt mätningar skall göras vid tillslaget.
- Slipa, varv, rengöra och polera båda ytorna på aluminium ringarna med hjälp av procedurerna som beskrivs i steg 1.4.
- Följa den platta målplatta till aluminium ring med en två-delar epoxy blandningen på en plan att säkra riggen som visas i figur 3. Låt epoxin härda över natten i rumstemperatur.
Obs: De två delarna är säkrade till en platt stål fas med tre skruvar som är varsamt hand dras åt så att tillämpad trycket på målet och ringen förhindrar att epoxin läcker utåt.- Ta bort eventuella överblivna limmet från de radiella slots eller från ytan av plattorna med aceton.
- Sätt mål plåt/aluminium ring församlingen in i POM-ringen.
Obs: POM disken kommer senare monteras på-att en target hållare med roterande frihetsgrader, vilket gör att anpassningen av testmaterial inom pistol-fat. - Markera positionen för de sex radiella kortplatser på inre steg av POM ringen och borra sex thru-tjocklek hål på markerade platser.
- Avsnitt 6 koppar pins från en spole av 15 AWG emaljerad koppartråd med längden på ~ 50 mm och ta bort emaljerad isoleringen lager från två av dem. Tryck på stiften i skårorna i ett symmetriskt mönster: två marken stift placeras på motsatt platser i cirkeln. Driva stiften igenom spåren och lämna ca 2 mm utskjutande utåt från ytan av ringen.
Obs: Stiften används för att mäta tiltvinkel och ge utlösa signalen. - Följa bent-avslutar koppar stift på baksidan-ytan av POM ringen med extra snabbt-inställningen epoxi.
- Använd en låg viskositet två delar epoxi blandning för att täta gapet mellan aluminium ringen och den inre väggen av POM ringen. Låt epoxin härda över natten i rumstemperatur.
- Ta bort överflödigt 2 mm av koppar stift som sticker ut från ytan av aluminium ringen. Första avsnittet överskottet stift med roterande verktyg, och sedan sand de återstående ner till ytan med hjälp av våta 300 grus sand papper, tills stiften är nästan spola till ytan av aluminium ringen.
- Varv, rengör och polerar hela församlingen genom att upprepa steg 1.4.1-1.4.3. Se till att hela omspunna församlingen är platt till inom 2-3 ljusa band.
- Löda ändarna av de sex koppar stift på baksidan-yta POM ringen, och montera POM ringen till innehavaren mål med fyra 6,35 mm diameter POM stift.
2. montering av anpassade värmebeständigt Sabot
- Samla monteringskomponenterna för värmebeständiga sabot, Figur4.
- Bifoga en ögla i botten-slutet av aluminium locket och säkra en tätning O-ring och en PTFE nyckel i spåren av den gemensamma jordbrukspolitiken.
Obs: Nyckeln och O-ring används för att förhindra tilt och rotation av sabot under dess resa ner pistol-tunnan.- Dra thermo-par kabeln genom hålet på undersidan av locket och säkra thermo-par wiren till en kontakt.
- Följa den gemensamma jordbrukspolitiken till back-end och den fullt ut-sparken aluminiumoxid silikat Lava rock tube att främre delen av aluminium röret med två-delar Snabbinställning epoxi.
- Dra thermo-par sonden genom hålet i provhållaren 76,2 mm diameter H13 verktygsstål legering.
- Följa H13 provhållaren till främre delen av Lava röret med hög temperatur cement eller motsvarande hög temperatur självhäftande.
- Applicera den hög temperatur cementen runt 25 mm diameter och 3 mm tjock Lava disken sitter ovanpå inre thru-tjocklek 19 mm diameter koncentriska hålet av innehavaren av H13. Tillåt hög temperatur cementen torka över natten i rumstemperatur.
- Säkra provet med H13 provhållare med tre aluminiumoxid skruvarna, och säkerställa att provet planhet inte ändras med hjälp av protokollet beskrivs i 1.4.3.
3. montering av testmaterial inom Gas-pistolen
- Rengör den främre ytan av provet och målet med isopropylalkohol och sedan använda tejp för att säkra första ytan speglar på ytan av varje.
- Skruv dra åt en 3-axlig rörelse scenen på ett extruding spö ovan gun fat inom inverkan kammaren och bifoga Prisma innehavaren medför en precision optiska prisma på scenen.
- Dra ett rep igenom gun fat, och fäst repet sabot via ögla på aluminium locket.
- Placera sabot i gun fat med provet vänd mot inverkan kammaren och placera målet innehavaren församlingen in i målet kammaren inför provet.
- Justera positionen för målet genom att justera de fyra POM positionering stiften tills första-ytan spegeln på målet är anpassad till första-ytan spegeln på provet.
- Utföra en grov justera av parallellismen mellan prov och målet plattorna med en diffust glödlampa och en reflekterande spegel. Justera scenen tills en enda fortlöpande reflekterade bilden av glödlampan kan ses från alla ytor på justering prism.
- Använda en auto-kollimator24 för att uppnå fina justeringen.
- Justera scenen tills reflekterade bilden av korset från den baksida ytan av prismat är i linje med bilden reflekteras från spegeln första-yta på provet.
- Justera församlingens mål genom att vrida positionering skruvarna på hållaren mål tills reflekterade bilden av korset från den baksida ytan av prismat är i linje med bilden reflekteras från spegeln första-yta på målet.
- Ta bort de första-ytan speglarna från provet och mål. Även bort den reflekterande spegeln, prisma, prisma innehavaren och justering scenen från inverkan kammaren.
- Dra sabot till sätesbjudning-slutet av gas-pistol med hjälp av repet, och ta sedan bort repet från den gemensamma jordbrukspolitiken.
- Lämna ~ 2,5 mm avstånd mellan sabot och chefen värmare och följaktligen justera längden på skruvarna som hindrar sabot mot sätesbjudning tillbaka rörelse.
- Anslut thermal-paret till den diagnostiska temperaturvakt.
Obs: Thermal-par tråd på temperatur monitor slutet har placerats inuti pipan genom vakuum röret med en genomföring.
4. arrangemang och justering av Laser-baserad diagnostik
- Lägg två gängade ankare i hålen på baksidan av focuser sondhållaren. Dra åt två skruvarna genom ankare tills de når POM aktivera friheten att ändra den infallande strålningsvinkel.
- Borra ett thru-tjocklek hål på undersidan av focuser sondhållaren och fäst den på en gängad cylindrisk magnet.
- Dra en optisk fiber focuser sonden genom ett aluminiumrör och limma sonden till aluminium röret genom att tillämpa extra snabb-set epoxi runt sonden huvudet och spetsen av aluminium röret. Tryck in sonden huvudet som framåt i röret som möjligt, men se till att lämna den sonden linsen bort från epoxi. Vänta tills extra snabb-set epoxin härdas.
- Anslut den optiska focuser till den all-fiber-optik NDI/TDI interferometer31och placera focuser församlingen på hållaren target sikte mot bak-ytan av målet.
- Slå på lasern, i detta fall en 2W Erbium fiber kopplad laser, till 0,2-0,4 W effekt. Nästa, justera positionen för focuser sonden med skruvarna fäst på församlingens focuser tills korrekt ljus koppling uppnås och förvärvade signalen är optimerad.
- Justera rörlig baserat på fästet för att matcha intensiteten i referens- och Doppler-skiftade ljus tills signalen visas i oscilloskopet är optimerad.
Obs: Om tvärgående rörelse diagnostik behövs, se steg 4,5-4,6. - Satte två gängade ankare i hålen på baksidan av POM focuser innehavaren, och dra sedan åt de två skruvarna genom ankare tills de vidrör POM.
- Borra ett thru-tjocklek hål på undersidan av focuser sondhållaren och fäst den på en gängad cylindrisk magnet.
- Dra en optisk fiber kollimator sonden genom ett aluminiumrör och limma sonden till aluminium röret genom att tillämpa extra snabb-set epoxi runt sonden huvudet och spetsen av aluminium röret. Tryck in sonden huvudet som framåt i röret som möjligt, men se till att lämna den sonden linsen bort från epoxi. Vänta tills extra snabb-set epoxin härdas.
- Upprepa stegen ovan i 4.4 att göra två församlingar och sätta dem i inverkan kammaren.
- Justera vinklarna för de mottagande optisk fiber kollimatorer med magneten och ståndpunkter och de två skruvarna på hållaren för POM tills intensiteten i den första ordningen bombarderas balkar mätt med power monitorerna är optimerad.
- Koppla bort strömmen bildskärmen och Anslut de två mottagande kollimatorer till den all-fiber-optik TDI interferometer31.
5. genomförande av hög temperatur omvänd geometri Normal/tryck-skjuvning plattan inverkan experiment
- Säkra den primära flänsen genom skärpning fyra klämmorna på ingången till kammaren inverkan, och stäng sedan i kammaren med en Polyesterfilm bultad till en sekundär fläns.
- Öka trycket tätning till ~ 207 kPa, och stäng sedan gas-pistolen vid sätesbjudning slut genom att dra åt skruvarna i flänsen.
- Slå på vakuumpumpen sätesbjudning-end och sedan slå på vakuumpumpen mål kammare-slutet.
- Se till att det inte finns någon rörelse av sabot mot kammaren orsakas av tryckskillnaden mellan framsidan och baksidan av sabot. Vänta tills kammaren evakueras till ett tryck som mindre än 100 mTorr.
- Slå på laser-amplitud-baserade sabot inverkan velocity mätsystemet.
- Flytta värmaren ner till den markerade punkten och slå på värmaren. Höja temperaturen i värmaren med ökningar på 100 ° C tills önskad provtemperaturen nås.
- Trycksätta bränning dump kammaren till ~ 1103 kPa och belastning kammaren till önskad nivå beroende på valt påverka hastighet. Dessutom säkra sabot catcher till avdelningen som effekt.
- Stäng av värmaren och omedelbart flytta värmaren upp uppåt mot värmare-brunnen. Spela in den temperatur som visas på temperaturen kontrollfunktionen mäts genom det sabot termoelementet på prov ytan.
- Omedelbart öppna tätning ventilen och släpp bränning soptippen kammare när förseglar trycket sjunker till noll.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
En 82,5 mm cylinderdiameter, 6 m längd, enstegs gas pistol på CWRU kan accelererande 0,8 kg projektiler att hastigheter upp till 700 m/s användes för att bedriva de nuvarande experiment. Figur 5 visar ett fotografi av anläggningen modifierade gas-pistol på CWRU. Innan bränning, är anpassade utformade sabot inrymt i värmaren förlängningsstycket, visas i figur 6. Förlängningsstycket bär en vertikal värmare-väl möjliggör en resistiv spole värmare att flytta in och ut ur vägen för sabot. Denna värmare spole kan flyer plattan hölls på framsidan av sabot värmas via gratis strålning under vakuum till de önskade temperaturerna. Sabot är anpassade för att bära uppvärmd flyer plattan medan förmildrande värmeflödet från flyer plattan i sabot kroppen, processorkylfläkt och minska risken för beslag av sabot sabot kroppen möjligt termisk expansion. Den anpassa sabot designen visas schematiskt i figur 7. Nyckeln till designen är keramisk isolator röret, tillverkad helt brända alumina silikat, valt för dess låg värmeledningsförmåga, låg värmeutvidgning och utmärkt motståndskraft jämfört med andra kommersiellt tillgängliga bearbetbar keramik. När önskad test-temperatur uppnås, är värmare huvudet manuellt flyttade ut sökvägen till projektilen och inrymt i värmare-brunnen. Strax före bränning gas pistol, är temperaturen av provet registreras via en termoelement sond fäst på framsidan av flyer plattan. För denna särskilda experiment, hastigheten av projektilen är cirka 100 m/s, dessutom förutsatt konstant acceleration, det tar drygt en tiondel av en sekund för projektilen att nå målet, temperaturen registreras strax före bränning är således tros vara en god uppskattning för inledande provtemperaturen på impact. Nästa, protokollet bränning utförs. När tätningen trycket i sätesbjudning når det atmosfäriska trycket, och bränning trycket dumpas i bränning soptippen kammare, kolven att upprätthålla en tätning mellan belastning kammare och gun fat är förskjuten bakåt. Detta möjliggör högt tryck gas till snabbt flöde utåt från sätesbjudning och starta sabot. Sabot reser ned längden på gun-fat och är gjord för att påverka med stillastående mål plattan vid inverkan kammare.
Den anpassa utformade saboten kan flyer plattan vara antingen normal eller lutande i respekt till axeln av rörelse. Figur 8 och figur 9 visar schematiskt omvänd normalt, och sneda plattan inverkan konfigurationer, respektive; dock beskrivs bara omvänd normala plätera inverkan konfigurationen i det nuvarande manuskriptet. Figur 10 visar ett fotografi av en typisk mål innehavaren församling används i dessa experiment. Roterande frihetsgrader aktivera exakt anpassning av målet plattan till flyer plattan. Justeringen utförs med en precision maskinbearbetade Prisma i samband med en autocollimator, som visas schematiskt i figur 11. Under justeringen reflekteras parallella strålar från autocollimator ytan av prisma, målet och flyer plattan; en tredje strålen reflekteras den inre ytan av prismat. Reflekterade strålarna vara parallella om och endast om flyer och målet platta ytorna är parallella med varandra och vinkelrätt mot den bakre ytan av prismat. I kommande parallellt balkarna kommer sedan att konvergera till en enda bild på riktmedlet form av den autocollimator som betecknar att ytorna är justerade.
För omvänd normala plätera effekt systemet vid nedslaget, genereras normala påfrestningar på den flyer/mål-gränssnittet som färdas genom de rumsliga dimensionerna av plattorna som en längsgående stress våg med en front som är parallell med inverkan ytan (förutsatt att den planhet och parallellitet toleranser har uppfyllts). Vid nedslaget kommer spänning-partisk stiften i kontakt med metalliska flyer plattan bärs av sabot, skapa en sökväg till marken. Signalerna från kortsluten stiften är övervakas genom tilt förvärv kretsen, digitaliserade och sedan registreras via ett oscilloskop. Dessa signaler ger kvantitativ information om den maximala lutningen på inverkan, liksom, tilt planet, och erbjuder dessutom en trigger puls för oscilloskopet att börja inspelningen signaler från normal rörelse diagnostiken. I den aktuella studien, en i-inhysa-byggt alla fiberoptik baserat kombinerat normal och transverse förskjutningen interferometer används för att övervaka den fria ytan rörelsen av målet (figur 12). Figur 13 visar rådata spelades in under en lyckad omvänd geometri normala plätera inverkan experiment. Data i denna tomt möjligt för användaren att bekräfta att det protokoll som anges ovan har utförts korrekt. Visas i rött är den signal som tillhandahålls av tilt förvärv kretsen. För detta experiment, skillnaden i tid mellan den kortslutning av första och sista spänning partisk stiften är cirka 180 ns, vilket tyder på att avståndet mellan den första och sista kontaktpunkten under påverkan var ca 18 µm (givet att projektilen rest vid 100 m/s), så den maximala lutningen på impact mätt över den 34,5 mm bult cirkeln var cirka 0,52 mrad. Om protokollet justeringen inte utförs på ett tillfredsställande sätt, en mycket större tilt tid skulle observeras och en tilt-nivå som är större än ett par mrad kunde inklädning chockvåg profilen mätt på fri yta. En annan indikation på ett lyckat experiment är skillnaden i tid mellan den första kortsluten pin och ankomsten av den longitudinal vinka på målplatta fri yta. Den stress våg genereras vid inverkan resor vid en konstant hastighet under förutsättning att målet plattan förblir elastisk. För legering staven används i denna studie, hastigheten på den longitudinella vågen är ungefärligt 5820 m/s, alltså veta tjockleken på målet, 7 mm, antyder att den longitudinal vinka bör anlända ca 1,2 µs efter effekt. I figur 13markeras ankomsten av den längsgående stress våg av en snabb beat frekvens och amplitud variation av signalen förvärvas från normal rörelse diagnostiken. En försenad ankomst av längsgående stress vågen kan tyda en stor lutning, oelastisk målplatta, eller felaktig mål församlingen preparatet.
Figur 14 visar schematiskt av stress kontra partikel hastighet diagram för ett allmänt normal chock komprimering plattan-impact experiment där både den förvärmda flygbladet och måltavlan kan genomgå plast-elastisk deformation vid tillslaget. Loci stress/partikel velocity påstår för målet plattan enaxiella ansträngd representeras av den svarta kurvan passerar genom ursprung, medan loci stress/partikel velocity påstår för flyer representeras av den svarta kurvan skär den partikel velocity axeln på den projektil hastigheten. Den röda kurvan skär den partikel velocity axeln på den projektil hastigheten är tänkt att illustrera den möjliga effekten av temperaturen på locus av medlemsstater för provet. För islag mot en rumstemperatur prov, på prov/target gränssnittet flyttar målplatta från en un-lastat tillstånd (1), till en laddad tillstånd (3), efter den streck-punkt (linjen Raleigh) med en lutning som är lika med längsgående impedansen hos målplatta material vid state (3), medan prov plattan rör sig från ett oladdat tillstånd (2) till ett lastat tillstånd (3), efter Raleigh linjen med en lutning som är lika med den längsgående impedansen av provet vid state (3). Skärningspunkten mellan dessa två rader avslöja de maximala stress och velocity staterna kan uppnås genom impedans matchning under detta experiment på gränssnittet prov/target. Dessutom tavla angav stress/partikel hastighet på prov/target gränssnitt påverkar partikel hastigheten anges på den fria ytan av målet, detta visas som staten (4). Påverka mot ett prov med en lägre längsgående akustisk impedans, skulle leda till en förändring i uppnåbara staterna på prov/target gränssnittet från (3) till (5), och följaktligen på gratis ytan av målet från (4) till (6), således, detta visar hur små förändringar i den längsgående akustiska impedansen av provet kan påvisas genom att övervaka partikel hastigheten på målplatta fri yta.
Observera, att partikel hastighet på den fria ytan av målet är minst dubbelt så av partikel hastigheten på prov/target gränssnittet, men denna faktor som en funktion av hastigheten på plast vågutbredning, följaktligen stress tillståndet ändras på provet / målet gränssnitt är beräknad med hjälp av7
där 
representeras ett discritzed tidsintervall som 
, där h är inversen av samplingsfrekvensen för på oscilloskopet (2,5 x 10 10/s), 
där L är tjockleken på målplatta och 
är en genomsnittlig stress beroende hastighet av plast förökning i målplatta mätt på fri yta på tiden . 
, och 
är densitet och elastisk longitudinal vinka hastigheten på målplatta respektive, och 
är den uppmätta partikel hastigheten på målplatta fri yta. Dessutom från den uppmätta fri yta partikeln beräknas hastighet motsvarar velocity platån (staten (3)), den längsgående akustiska impedansen av flygbladet (prov) med hjälp av32
Figur 15 visar gratis-ytan partikel velocity tracen erhållits från normal rörelse diagnostiken. Denna trace yttrar initialt en relativt kraftig ökning velocity relaterade till dynamiken i den inverkan, följt av en platå som följd en impedans matchning mellan flyer och målet plattorna som upprätthålls genom varaktigheten av experimentet. Inledande hastighet ökningen hänför sig direkt till dynamisk styrka och begynnande plast flödet av materialet i målet plattorna, bör hastigheten på platån chock är relaterad till impedans matchning mellan målet och flyer plattorna. Figuren visar tydligt successivt minskande partikel hastigheter på platån våg-front och partikel hastighet som funktion av ökande temperatur, vilket tyder på möjligt termisk mjukgörande eller monotont minskande längsgående impedans provmaterialet med temperatur.
Ett intressantare resultat kan ses i figur 16, som visar normala fri yta partikel velocity tracen erhållits från omvänd geometri normala plätera inverkan experiment utförs på kommersiella renhet polykristallina magnesium. Likaså till figur 15, figur 16(a) visar monotont minskande partikel hastigheter på platån chock med ökande temperaturer i intervallet 23 – 610 ˚C, dock vid temperaturer utöver denna nivå (dvs.617, 630 ˚C), en återföring av denna trend kan observeras tydligt. Denna ökning av partikel velocity föreslår en ökning av den chock impedansen prov material, dessutom antar att elastiska konstanterna av materialet minskar som en funktion av ökande temperatur, sedan en ökning av chock impedans, i detta fall, antyder en ökning i sträckgräns eller plast modulus av provmaterialet. Titta noga på figur 16(b) det kan ses att ökningen av partikel hastighet på platån chock åtföljs av en ökning av partikel velocity nivåer i hela den ursprungliga ökningen i partikel velocity spårningen, som korrelerar med den stressnivåer på prov/target gränssnittet under begynnande plasticitet i provmaterialet. Figur 17 visar micrographs av tvärsnitt av islagsytan efter provkroppar. Bilderna visar två märkbara effekter på mikrostrukturen till följd av ökande temperatur. Första visar bilderna säd mognar med ökande provtemperaturen, som förväntas. Bilderna visar dock också en förändring i twin bandet formationer, som manifesteras som tabellform funktioner eller linjer med en ändlig bredd som skär genom korn. Titta noga på bilderna motsvarar temperaturer från 23 – 500 ° c, en tydlig minskning av twin band observeras med ökande temperatur. Emellertid, vid högre temperaturer (dvs., 610, 617, 630 ˚C) en re-framväxten av dessa dubbla band observeras, vilket tyder på att dubbla band bildande är gynnade i sistnämnda-slutet av detta temperaturområde. Eftersom plastisk deformation i magnesium hysas genom konkurrerande mekanismer twin bandet formationer och slip, är det rimligt att gynnade twin bandet bildandet observerades vid högsta temperatur testfall antyder att slip har blivit svårare under dessa förhållanden.
Figur 1: Schematisk av en typisk flyer plattan och målet plattan församling. Denna figur visar en enkel Schematisk av de flyer och målet plattan sammansättningar som används i en närvarande experimentell konfiguration. Ett djupgående protokoll för att förbereda dessa delar beskrivs i steg 1,1-1.7. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: fotografi av planhet mätmetoden. Denna figur visar planhetsmätning på plattorna genom att placera en optisk platt på ytan av intresse under en grön monokromatiskt ljus. Planhet kan vara kvantifierade (en) genom att observera krökning av de ljusa banden på ytan av prov eller (b) genom att räkna antalet värdeområden över diameter. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: fotografi av en platt säkra riggen. Denna figur visar målplatta och aluminium ringen är säkrade till en platt stål fas med tre skruvar som är varsamt hand dras åt så att tillämpad trycket på målet och ringen förhindrar att epoxin läcker ut. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4: fotografi av komponenterna i sabot designen. Denna figur visar komponenterna av anpassade värmebeständigt sabot församling. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5: Gas-pistol anläggning vid CWRU. Denna figur visar ett fotografi av enstegs gas-pistol anläggningen vid Case Western Reserve University. Visas i rött är den specialdesignade värmesystem som kompisar med befintliga pistol-fat, och möjliggör önskade temperaturförhållande som förmedlas till sabot. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 6: Schematisk av uppvärmningssystemet. Denna figur visar en schematisk bild av värmesystemet bifogas högtryck enstegs gas-pistol sätesbjudning. Anpassade förlängningsstycket inlemmar en värmare-väl som inrymmer en resistiv värmare spole hölls på en stam med axial- och roterande frihetsgrader. Denna spole kan flytta i linje med projektilen och värme tunna metall exemplar höll på framsidan av sabot för temperaturer över 1000 ° C, före bränning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 7: Schematisk av värmebeständigt sabot. Denna figur visar en schematisk bild av sabot används i nuvarande experimentell konfiguration. Aluminiumoxid silikat röret hjälper till att minska värmeflödet från uppvärmd tunn metall preparatet sabot kroppen, vilket minskar risken för krampanfall av sabot inom pistol-fat möjligt termisk expansion sabot kroppen. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 8: Schematisk av hög temperatur omvänd konfiguration normala plätera inverkan experimentet. Sabot monteringsplatta den uppvärmda flyer är framdrev ner pistol fat och gjorde att kollidera med församlingens mål. Vid nedslaget, stift smekt jäms med målet plattan ger trigger puls och luta diagnostik, medan målplatta fri yta rörelse övervakas via anpassade inbyggd PDV. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 9: Schematisk av typiska symmetriska sned tallrik inverkan experimentet. I den här konfigurationen lutas en flyer tallrik i respekt mot rörelser, som vid nedslaget ger både normala och tvärgående komponenter av rörelse i förhållande till normalt av islagsytan axel. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 10: fotografi av en typisk mål innehavaren församling. Denna figur visar typiska mål innehavaren montering används för antingen normal eller sned tallrik inverkan experiment. Församlingens mål visas i mitten är kopplad till innehavaren mål via POM pins och roterande frihetsgrader aktivera exakt anpassning göras. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 11: Prisma Alignment system. Denna figur visar en illustration av den justering ordningen för flyer och målet plattorna med en hög precision rätt vinkel Prisma i samband med en autocollimator. Parallella strålar (visas i rött) från autocollimator reflekteras ytan av prisma, målet och flyer plattan, avspeglar en tredje strålen av den inre ytan av prismat. Reflekterade strålarna (visas i svart) upprätthålla parallellitet med tanke på att flyer och målet platta ytorna är parallella med varandra, och vinkelrätt mot den bakre ytan av prismat. I kommande parallellt balkarna konvergerar till en enda bild på riktmedlet form av autocollimator. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 12: Schematisk bild av den anpassade alla fiber optik baserat kombinerat normal och transverse förskjutningen interferometer system. Den här konfigurationen används en modifierad PDV, visas i blått, för att både övervaka normal rörelse i målplatta, och belysa en holografisk gallerdurk på gratis ytan av målet, att skapa flera order bombarderas balkar. Dessa balkar (vanligtvis först ordning) kan tillsammans tillbaka in i fibrerna och kombineras för att skapa beat frequency varianter proportionell mot målplatta tvärgående rörelse, detta visas i rött. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 13: rådata från en typisk normala plätera påverka experimentet. Denna figur visar den inspelade signal som erhålls under en typisk omvänd geometri normala plätera inverkan experiment. Visas i rött erhålls signalen från kortsluten spänning-partisk stiften kopplad till aluminium ring under påverkan. Skillnaden i tid mellan den första och sista kortsluten pin ge en uppskattning av den maximala lutningen på inverkan och den ordning som stiften är kortsluten aktivera uppskattningar angående tilt planet göras. Visas i svart erhålls signalen från våra normal rörelse diagnostik, är här beat frequency variationerna relaterade till den normal rörelsen av målplatta fri yta. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 14: Stress kontra partikel hastighet diagrammet för en omvänd konfiguration normala plätera inverkan experiment. Denna figur visar stress kontra partikel hastighet diagrammet för en förhöjd temperatur omvänd geometri normala plätera inverkan experiment. Kurvan centrerad på ursprung Detaljer locus stress påstår uppnåeligt för den isotropiska målplatta, i kurvan med ursprung på V0 Detaljer locus av alla anges för provmaterial vid rumstemperatur, dessutom den röda kurvan korsande Vo är tänkt att visa den möjliga effekten av ökande temperatur. Vid nedslaget mot en rumstemperatur prov flyttas målplatta från en un-lastat tillstånd (1) till en laddad stat (3), medan, om effekt görs mot en förvärmd prov, målet flyttas från staten (1) till staten (5), följaktligen skiftande gratis ytan partikel velocity stater från (4) till (6). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 15: Normal fri yta hastighet rekord för den aktuella experimentella konfigurationen. Denna figur visar gratis ytan partikel velocity tracen erhållits från normal rörelse diagnostiken. Denna trace yttrar initialt en relativt kraftig ökning velocity relaterade till dynamiken i den inverkan, följt av en platå som följd en impedans matchning mellan flyer och målet plattorna som upprätthålls genom varaktigheten av experimentet. Inledande hastighet ökningen hänför sig direkt till stressen i Al provet vid gränssnittet flyer/mål som chocken utvecklas, medan hastigheten på platån chock är relaterad till impedansen match mellan målet och flyer plattor. Övergripande, den tomt visar minskande partikel hastigheter i hela, med ökande temperaturer, och detta tyder på möjligt termisk mjukgörande prov material under de aktuella lastning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 16. Normala fri yta partikel velocity trace erhållits från experiment utförs på kommersiella renhet polykristallina magnesium. (a) visar monotont avtagande partikel hastigheter på platån chock för temperaturer från rum till 610 ˚C, men vid högre temperaturer (617, 630 ˚C), trenden vändas. (b) visar att denna ökning av partikel velocity framgår också i den ursprungliga ökningen av partikel velocity spårningen. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 17. Hur provtagningsutrustningen skall bilder av ett tvärsnitt av efter inverkan provkroppar. Bilderna visar två märkbara effekter på mikrostrukturen i provet till följd av ökande temperatur. Först bilder Visa säd mognar med ökande provtemperaturen, men mer intressant är förändringen i twin bandet formationer, som manifesteras som tabellform funktioner eller linjer med ändliga bredd som skär genom korn. För temperaturer från 23 – 500 ˚C, en minskning av twin bandet bildandet kan observeras, som temperaturer är ökade dock bortom denna punkt (dvs, 610, 617, 630 ˚C) en för twin band återuppstår observeras tydligt. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Metod och protokollet anges ovan detaljerade förfarandet för att korrekt utföra en omvänd geometri normala plätera inverkan experiment vid förhöjda temperaturer. I denna strategi gör vi egna ändringar till gun fat i slutet av den befintliga gas pistolen vid Case Western Reserve University, att hysa en resistiv värmare spole med axiella och roterande frihetsgrader högtryck (sätesbjudning). Resistiv värmare spole systemet möjliggör tunna aluminium exemplar, hölls på främre delen av en värmare resistenta sabot, värmas upp till nära smälttemperaturer (överstiger 640 ° C), före bränning. Använda värmaren bostäder anpassning tillsammans med en värmetålig sabot, utfördes förhöjd temperatur plattan inverkan experimenten utan behov av speciella experimentella överväganden, som är typisk när utnyttja den konventionella metoden, som , behovet av fjärrkontrollen lutning justering med återkoppling i realtid för att upprätthålla parallellitet av mål och flyer plattorna under uppvärmningsprocessen. Övergripande, den nya metoden avsevärt minskar antalet steg i avsnittet protokoll, jämfört med den konventionella metoden.
I avsnittet experimentellt protokoll vi detalj de steg som krävs för: 1) prov och mål material förberedelse, där flyer och målet plattorna är noggrant maskinbearbetade, smekt och polerad, till inom de parallellism och planhet toleranserna krävs för den generation av plana vågor med en front som är tillräckligt parallella med islagsytan; (2) montering av anpassade värmebeständigt sabot kan säkra en uppvärmd prov platta, medan förmildrande värmeflödet in sabot kropp, och till gun fat. Dessutom inrymmer sabot en nyckel, som kompisar till befintliga nyckel-vägen i pistolen fat för att förhindra rotation i hela sabot församling under dess resa ned längden på gun-fat. Slutligen, i steg 3-5 vi detalj i protokollet om anpassning av de prov och målet plattorna innan experiment, värme flyer plattan (prov) och utförandet av experimenten. I efterföljande avsnitt visade vi hur riktigheten av protokollet kunde verifieras från rådata enligt figur 1. Slutligen presenterar vi resultaten från framgångsrika förhöjd temperatur normala plätera inverkan experiment, som möjliggör mätningar av stress/partikel velocity staterna på gränssnittet prov/mål, liksom, den temperatur beroende längsgående akustiskt impedansen hos provmaterialet.
Inom en snar framtid, med lämpliga anpassningar av sabot konstruktion förväntas denna metod möjliggöra ännu högre temperatur plattan inverkan experiment, som gör dess användning i sondera dynamiska material beteende högre smältpunkt material på nära smälttemperaturen. Med tanke på mångsidigheten hos denna strategi, används flera olika experimentella konfigurationer för att studera dynamiska material beteende lineär. Till exempel hastigheter förhöjd temperatur omvänd geometri plattan inverkan experiment kan utformas lämpligen att göra mätningar av stötvåg i metaller vid stigande temperaturer, medan trycket-skjuvning plattan inverkan experiment kan utföras för att utvärdera dynamiska oelastisk på stora stammar och ultra hög klippning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har något att avslöja.
Acknowledgments
Författarna vill erkänna ekonomiskt stöd av US Department of Energy genom Stewardship vetenskap akademiska allians DOE/NNSA (DE-NA0001989 och DE-NA0002919) i denna forskning. Författarna vill slutligen tacka Los Alamos National Lab för deras samarbete till stöd för genomgår insatser i de nuvarande och framtida undersökningarna.
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).
