منهج في دراسة الاعتماد درجة الحرارة من ديناميك الكسر والتفتيت

الهدف من التجربة التالية هو تطوير طريقة لدراسة الكسر الديناميكي وتجزئة مادة ما تحت معدل إجهاد مرتفع ، وتحميل الشد لمجموعة من درجات حرارة العينة الأولية. يتم تحقيق ذلك من خلال هندسة أسطوانة توسيع مدفوعة بمسدس غاز ، حيث تأخذ العينة شكل أسطوانة مجوفة تحتوي على ملحق فولاذي على شكل حرف O بداخله ، وهو جهاز التحكم في درجة الحرارة. كخطوة ثانية ، يتم بعد ذلك تثبيت الأسطوانة المستهدفة بشكل حليف في نهاية برميل مسدس الغاز ، ويتم تثبيت تشخيصات التماثل الخامس القائمة على الليزر لقياس سرعة التمدد في عدة نقاط على طول الأسطوانة ويستخدم التصوير عالي السرعة لتتبع الكسر والبدء والنمو.

بعد ذلك ، يتم إحضار الأسطوانة إلى درجة الحرارة المطلوبة ويتم إطلاق قذيفة البولي كربونات في الهدف. يتسبب التأثير الناتج بين المقذوف وإدخال OJ في تدفق البولي كربونات إلى الخارج مما يؤدي إلى دفع الأسطوانة إلى تمدد شعاعي موحد ، مما يخلق حالة إجهاد شد حول الاتجاه المحيطي. يمكن بعد ذلك استخدام تناظر فيلا والتصوير عالي السرعة لتحديد خصائص فشل التشوه والتجزئة للمادة مع درجة الحرارة ، جنبا إلى جنب مع تحليل الشظايا للتأكد من آليات الكسر.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الأخرى الموجودة ، مثل تقنية الشتاء الكلاسيكية أو استخدام المتفجرات أو هوبكنز وقضبان الشد حتى نتمكن من دراسة تأثير درجة حرارة العينة الأولية دون التأثير على العوامل التجريبية مثل التحميل أو معدل الإجهاد في العينة. ابدأ الاستعدادات للتجربة باستخدام أسطوانة مستهدفة مصنوعة من سبائك التيتانيوم والتيتانيوم ، 6٪ الألومنيوم ، 4٪ نسبة الفاناديوم بالوزن أو ربط ستة أربعة. يبلغ طول الأسطوانة 150 ملم وقطرها الداخلي 50 ملم وسمك الجدار أربعة ملليمترات.

يجب أن يكون تشطيب السطح خاليا من علامات المعالجة ويترك منتشرا قليلا للاستخدام مع تناظر الفوتون دوبلر فيلا ، تابع ربط المزدوجات الحرارية على طول الأسطوانة. ابدأ في تجميع الهدف. ضع أولا ملحق OJ في الجزء الخلفي من الأسطوانة وثبته في مكانه باستخدام مسامير الإمساك.

بعد ذلك ، ضع الأسطوانة ومجموعة O jive في غلاف التثبيت. قم بتثبيته بمسامير اليرقة. في هذه المرحلة ، قم بتثبيت جهاز التدفئة أو التبريد.

في هذه التجربة ، ضع حمولة مقاومة ميكرومية في الجزء الخلفي من ملحق O jive. فيما يلي التجميع النهائي مع المزدوجات الحرارية للسماح بقياس درجة الحرارة على طول الأسطوانة وتثبت المجسات التماثل هنا. يتم عرض مجموعة الهدف النهائية بجوار قذيفة مدفع الغاز للمقارنة.

بعد تنظيف موصلات المسبار ، قم بمحاذاة المجسات تقريبا مع ليزر مرئي ، وضوء الليزر 660 نانومتر من خلال مسبار وعلى الأسطوانة لمحاذاة طبيعية تقريبا. اضبط المسبار حتى يعود الضوء المنعكس إلى المسبار. انتقل إلى محاذاة أكثر شمولا باستخدام ليزر 1 ، 550 نانومتر وجهاز دوران بصري.

لقياس كمية الضوء المنعكس التي تم جمعها ، اضبط كل مسبار حتى يتم تحقيق القيمة القصوى. بمجرد أن يصبح الهدف جاهزا ، ابدأ العمل بمسدس الغاز. ضع قابس محاذاة مشكل بعناية داخل نهاية البرميل.

بعد ذلك ، قم بتثبيت المجموعة المستهدفة فوق القابس واضبط الحامل المستهدف حتى تتم محاذاة الأسطوانة. محوريا مع البرميل. مع محاذاة الهدف ، قم بتوصيل ملف التسخين بكابلات التيار العالي والألياف الضوئية بنظام نظام التناظر دوبلر فيلا الفوتون.

ارجع إلى البرميل لتثبيت مشغل لأجهزة التوقيت. ضع زوج الزناد في نهاية البرميل بحيث تكمل المقذوف دائرة عند الخروج من البرميل. ثم قم بقياس المسافة من الزناد إلى نقطة التأثير على O jive للسماح بتقدير وقت التأثير.

في هذه المرحلة ، قم بإعداد نظام التصوير عالي السرعة. استخدم المرايا لنقل الصور عبر المنفذ البصري لمسدس الغاز. ضع مسدسات الفلاش للإشارة إلى الأسطوانة من الأمام وأعلى.

قم بتركيب كاميرا عالية السرعة خارج الخزان المستهدف محاذاة وتركيزها على الأسطوانة. يجب أن تملأ الأسطوانة الإطار تقريبا ، مما يترك مجالا لتوسيع الأسطوانة. عندما يكون كل شيء على ما يرام ، اتخذ احتياطات السلامة المناسبة لليزر في نظام تناظر الفوتون دوبلر فيلا.

ثم قم بتشغيل نظام تناظر فيلا وراسم الذبذبات ، وتحقق من تناظر فيلا. مستويات طاقة التحقيق والمحاذاة. بعد ذلك ، استخدم بطاقة عرض الأشعة تحت الحمراء لتحديد المسافة من الجزء الخلفي من الأسطوانة إلى حيث يتم تركيز مجسات تناظر فيلا.

قم بتشغيل الليزر المرجعي للتحقق من الإشارة لكل قناة. اضبط سرعة الصفر على خمسة جيجا هرتز. بعد الاختبار النهائي لجميع التشخيصات ، قم بإزالة قابس المحاذاة وأغلق الخزان.

قم بتثبيت المقذوف ، واستعد لإطلاق النار عن طريق إخلاء الخزان المستهدف إلى حوالي 50 ملم ، وضبط أجهزة التوقيت للحصول على تصوير عالي السرعة وراسم الذبذبات. يتزامن وقت الصفر مع الوقت المقدر للتأثير. قم بتشغيل الليزر وتسليح التشخيص قبل تأمين الغرفة والانتقال إلى غرفة التحكم.

من غرفة التحكم. ابدأ في تسخين الهدف إلى درجة الحرارة المطلوبة. عند الوصول إلى درجة الحرارة ، قم بشحن البندقية إلى ضغط إطلاق النار المطلوب.

بمجرد أن يكون في ضغط إطلاق النار ، قم بإجراء فحص نهائي. قم بإيقاف تشغيل مصدر طاقة التدفئة. تابع العد التنازلي وأطلق النار 3 ، 2 ، 1.

بعد إطلاق النار ، ثني مسدس الغاز ، واحفظ بيانات الكاميرا مع عودة البندقية إلى الضغط الجوي. عندما يكون المتابعة آمنا ، ارجع إلى غرفة البندقية ، وقم بإيقاف تشغيل الليزر واحفظ بيانات راسم الذبذبات. استمر بفتح الخزان المستهدف لجمع الحطام. حطام.

سيتألف الحطام من التعادل ستة وأربعة وشظايا معدنية أخرى. قم بإزالة جميع الشظايا المعدنية من الخزان لاستخراجها لاحقا وتحليل ربطة العنق ستة أربعة. هذا الفيديو عالي السرعة عبارة عن أسطوانة من سبائك التيتانيوم عند 150 كلفن ، وكانت سرعة المقذوف 1000 متر في الثانية.

جمعت كاميرا التأطير صورة واحدة كل 10 ميكروثانية مع تعرض 0.7 ميكروثانية. قدم تناظر Botone Doppler vela البيانات الخاصة بهذه المخطط ، والتي تعطي سرعة التمدد كدالة للوقت. المنحنيان الصلبان لأسطوانة 150 كلفن.

المنحنى الأسود مخصص للموقف الاحترافي. عند طرف O jive تقريبا ، يكون المنحنى الأحمر لنقطة أخرى على طول O jive. للمقارنة ، تعطي المنحنيات المنقطة بيانات عن أسطوانة عند 800 كلفن ، مرة أخرى ، يكون المنحنى الأسود عند طرف O jive ، والمنحنى الأحمر إلى الخلف.

الأسطوانة المستدعى لديها تباطؤ أقل بعد سرعة الذروة مما يشير إلى الكسر الذي بدأ في وقت سابق. هنا ، تتوافق المنحنيات ذات الألوان الصلبة مع الإجهاد الشعاعي المتراكم عند أربع نقاط على طول الأسطوانة المثبتة عند 150 كلفن ، والنقاط والخط المنقط المتصل هي عدد الشقوق المرئية باستخدام المحور عند اليمين. حسنا ، تسمح هذه الصور من الفيديو عالي السرعة بجمع المعلومات حول التنشيط الزمني للكسر.

هنا ، تظهر كسور طولية متعددة في الأسطوانة 150 كلفن باتباع الإجراءات التي قدمناها هنا مثل التصوير عالي السرعة وقياسات السرعة. يمكن أن يكشف التحليل الدقيق للشظايا المستردة عن آليات الكسر التي تحدث في العينة المسؤولة عن التجزئة.