Name: Elevada temperatura Normal y combinado de la presión de corte placa impacto experimentos mediante un sistema de calentador de Sabot de nalgas-final (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-07T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 52 s
Description: Aprende a realizar experimentos de impacto de placa a alta temperatura y presión combinada con cizallamiento usando un sistema de calentamiento por resistencia. Este método permite caracterizar la resistencia dinámica de metales con mayor precisión.

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Los autores desean reconocer el apoyo financiero del Departamento de energía de Estados Unidos a través de la administración ciencia académica Alianza DOE/NNSA (DE NA0001989 y DE NA0002919) en la realización de esta investigación. Por último, los autores desean agradecer a Laboratorio Nacional Los Álamos por su colaboración para apoyar los esfuerzos que en las investigaciones actuales y futuras.

1. muestra y preparación de Material
Nota: En el protocolo siguiente, detallaremos los pasos necesarios para la preparación de los materiales de muestra y el blanco, que se utilizará más adelante en un experimento de impacto placa normal de geometría inversa. En esta configuración, un plato de volante (también la muestra), en la parte delantera de un sabot, había lanzado por un cañón de gas de una etapa y al impacto de una placa de destino estacionarias en la cámara de objetivo de la pistola de gas. Un típico volante y destino ensamblaje de la placa que se describe en el siguiente protocolo se muestra esquemáticamente en la figura 1.
<ol><li>Sección de una barra de aluminio policristalino de 99.999% pureza comercial en discos que se utilizará más adelante como las placas de flyer (muestras). Nota: Esto puede hacerse utilizando una sierra de baja velocidad para evitar altas temperaturas y tensiones residuales en la pieza de trabajo.</li>
	<li>Frente y girar a los discos de muestra en torno a un diámetro de 76 mm y 5,6 mm de espesor.</li>
	<li>Perfore tres agujeros equiespaciado 5 mm de diámetro de un círculo audaz de 62 mm de diámetro en los discos de la muestra, que se utilizará más tarde para asegurar las muestras del sabot.</li>
	<li>Moler ambos lados de las placas de muestra para lograr una tolerancia de planitud y paralelismo de casi 10 μm sobre el diámetro de las muestras.<ol>
<li>Realizar una vuelta áspera en la superficie de la placa de muestra usando una rectificadora comercial con tamaño de partícula relativamente gruesa (10-20 μm). Nota: Un peso se puede añadir en este paso las superficies pulidas hasta un gris incluso aburrido, lo que indica la uniformidad en el diámetro del disco.</li>
		<li>Limpiar cuidadosamente las muestras traslapadas con etanol para eliminar cualquier partículas residuales y aceite mineral. Entonces, Polaco ambas superficies de las placas de muestra utilizando pasta de diamante de 1 μm en un paño de pulido.</li>
		<li>Comprobar la planeidad de las muestras mediante la observación de bandas de luz a través de una óptica plana en contacto con la superficie de interés bajo una fuente de luz monocromática verde16. Nota: La llanura puede cuantificarse mediante la observación de la curvatura de las bandas de luz en la superficie de la muestra, o contando el número de bandas en el diámetro como se muestra en la figura 2.<ol>
<li>Movimiento en el siguiente paso si bandas de luz de 3 o menos se ven en todo el diámetro de la muestra que indica que se logra una llanura de aproximadamente 2 μm. de otra manera, repita los pasos 1.4.1 - 1.4.3 hasta 3 bandas luz o mejor.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Repita los pasos 1.1-1.3 para fabricar las placas blanco. Sección de una barra de aleación endurecida (alta resistencia) precipitación (Tabla de materiales) en discos y luego la máquina a un diámetro de 25 mm y 7 mm de espesor. Por último, triturar ambos lados a aproximadamente 10 μm.<ol>
<li>Ambas superficies de las placas de destino en una rectificadora con polvo de alúmina de 15 μm en aceite mineral hasta que las superficies de lograr una apariencia gris opaco incluso de vuelta. Nota: Un tamaño de partícula equivalente de la mezcla de diamante se puede utilizar para lograr tasas de eliminación más rápidas y mejor superficie de reflexivamente. Además, pueden utilizarse pesos.</li>
		<li>Repita el paso 1.4.2.</li>
		<li>Comprobar la planeidad de las placas blanco repitiendo paso 1.4.3. Si se observa 1 banda luz o mejor proceda al siguiente paso. De lo contrario, repita los pasos 1.4.1 - 1.4.3 hasta 1 banda luz o mejor. Si rejas olográficas son necesarios, vaya a paso 1.5.4, de lo contrario vaya directamente al paso 1.6.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Utilizar un procedimiento similar como se describe en el paso 1.1-1.3 para fabricar el anillo de aluminio.<ol>
<li>Sección de un tubo de aluminio con los diámetros externos e internos de 41 mm y 32 mm, respectivamente, en los aros y luego frente a los lados con un grosor de 7 mm.</li>
		<li>Taladro de 6 3 mm diámetro ranuras equiespaciado en un círculo de pernos del diámetro de 34,5 mm. Estos serán más adelante Casa seis parciales cobre pines de voltaje, que permiten mediciones de inclinación en impacto.</li>
		<li>La rutina, de vuelta, limpiar y pulir ambas caras de los anillos de aluminio mediante los procedimientos detallados en el paso 1.4.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Adherir la placa de la blanco plana para el anillo de aluminio con una mezcla de epoxi de dos partes en un plano asegurar la plataforma, como se muestra en la figura 3. Permita que el epoxi curar durante la noche a temperatura ambiente. Nota: Las dos partes se sujetan a una etapa plana de acero con tres tornillos que están ligeramente apretadas para que el epoxi las presiones aplicadas sobre el blanco y el anillo de impiden fugas hacia el exterior a mano.<ol>
<li>Retire cualquier adhesivo que sobra de las ranuras radiales o de la superficie de las placas mediante acetona.</li>
		<li>Inserte el montaje de anillo de placa de aluminio blanco en el anillo POM. Nota: El disco POM más tarde montará en-a un soporte blanco con grados de libertad rotacionales, que permite la alineación de los materiales de prueba dentro del cañón.</li>
		<li>Marque la posición de las seis ranuras radiales en el paso interior del anillo POM y perfore seis agujeros a través de grueso en los lugares marcados.</li>
		<li>Pernos de sección 6 cobre de una bobina de 15 AWG esmaltado de alambre de cobre con una longitud de ~ 50 mm y quitar el esmalte aislante capa de dos de ellos. Oprima las clavijas en las ranuras en un patrón simétrico: dos pernos de tierra se colocan en lugares opuestos del círculo. Empuje los pernos a través de las ranuras y dejar aproximadamente 2 mm que sobresale hacia el exterior de la superficie del anillo. Nota: Los pines se utilizan para medir el ángulo de inclinación y proporcionan la señal de disparo.</li>
		<li>Se adhieren bent-extremos de las clavijas de cobre en la superficie posterior del anillo del POM con resina de fraguado extra rápido.</li>
		<li>Utilice una mezcla de epoxi de dos partes de baja viscosidad para sellar el hueco entre el anillo de aluminio y la pared interna del anillo POM. Permita que el epoxi curar durante la noche a temperatura ambiente.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Extraiga el exceso mm 2 de cobre pines que sobresalen de la superficie del anillo de aluminio. Primera sección el excedente de los pernos con una herramienta giratoria y luego arena el resto hasta la superficie con papel de 300 granos de arena húmeda, hasta que los pernos son casi rasante a la superficie del anillo de aluminio.<ol>
<li>De vuelta, limpiar y pulir el conjunto repitiendo los pasos 1.4.1-1.4.3. Asegúrese de que el conjunto traslapado es plano para dentro de 2-3 bandas de luz.</li>
		<li>Soldar los extremos de las seis clavijas de cobre en la superficie de la parte posterior del anillo POM y Monte el anillo de POM en el soporte de destino utilizando cuatro pernos de POM de diámetro de 6,35 mm.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. montaje de encargo zueco resistente al calor
<ol><li>Se reúnen los componentes de la Asamblea para el zueco resistente al calor, que se muestra en la figura 4.</li>
	<li>Coloque un cáncamo en el extremo inferior de la tapa de aluminio y garantizar un sellado de junta tórica y un PTFE clave en las ranuras de la tapa. Nota: La clave y el anillo se utilizan para prevenir la inclinación y la rotación de lo sabot durante su recorrido por el cañón de la pistola.<ol>
<li>Tire del cable de termopar a través del orificio en la parte inferior de la tapa y asegure el cable de termopar en un conector.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Se adhieren a la tapa para el back-end y el silicato de alúmina completamente encendido tubo de roca de Lava para el front-end del tubo de aluminio con resina de solidificación rápida de dos partes.</li>
	<li>Tire de la sonda de termopar a través del orificio en el soporte de muestra de 76,2 mm diámetro H13-acero aleación.</li>
	<li>Adherir el portamuestras H13 para el front-end del tubo de Lava con cemento de alta temperatura, o adhesivo equivalente de alta temperatura.</li>
	<li>Aplique el cemento de alta temperatura alrededor de 25 mm de diámetro y 3 mm de espesor Lava disco sentado en la cima el agujero concéntrico de diámetro interior a través de espesor 19 mm H13 del titular de la. Permita que el cemento de alta temperatura seca durante la noche a temperatura ambiente.</li>
	<li>Asegurar la muestra H13 portamuestras usando tres tornillos de alúmina y asegúrese de que la llanura de la muestra no cambia mediante el protocolo descrito en 1.4.3.</li>
</ol>3. montaje de los materiales de prueba dentro de la pistola de Gas
<ol><li>Limpie la superficie frontal de la muestra y el blanco con alcohol isopropílico y luego use cinta para fijar espejos primera superficie a la superficie de cada uno.</li>
	<li>Tornillo de apriete de una etapa de movimiento de 3 ejes en varilla extrusión anterior la pistola cañón dentro de la cámara de impacto e instale el soporte del prisma con un prisma óptico de precisión en el escenario.</li>
	<li>Tirar de una cuerda a través del cañón de la pistola y coloque la cuerda en el sabot vía el perno de argolla en la tapa de aluminio.</li>
	<li>El sabot en barril del arma con la muestra hacia la cámara y el conjunto de sujetador blanco en la cámara de destino frente a la muestra.</li>
	<li>Alinee la posición del objetivo ajustando las cuatro clavijas de posicionamiento POM hasta la primera superficie del espejo en el objetivo se alinea con el espejo de primera superficie de la muestra.<ol>
<li>Realizar un áspero alinear del paralelismo entre las placas de muestra y blanco mediante una bombilla difusa y un espejo reflectante. Ajuste la etapa hasta que una sola imagen reflejada continuo del bulbo puede verse en todas las superficies en el prisma de la alineación.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Utilizar un colimador automático24 para lograr la alineación fina.<ol>
<li>Ajustar la etapa hasta que la imagen reflejada de la Cruz de la superficie del prisma esté alineada con la imagen reflejada por el espejo de primera superficie de la muestra.</li>
		<li>Ajuste el montaje de meta girando los tornillos de posicionamiento en el soporte del objetivo hasta que la imagen reflejada de la Cruz de la superficie del prisma esté alineada con la imagen reflejada por el espejo de primera superficie en el destino.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Retire los espejos de primera superficie de la muestra y el blanco. También Retire el espejo reflectante, prisma, porta prisma y la etapa de ajuste de la cámara de impacto.</li>
	<li>Tire el zueco hasta el final trasero del cañón de gas usando la cuerda y luego retire la cuerda de la tapa.</li>
	<li>Dejar ~ 2,5 mm la distancia entre el casquillo y la cabeza del calentador y en consecuencia ajustar la longitud de los tornillos que impiden el movimiento posterior del sabot hacia la recámara.</li>
	<li>Conecte el par térmico para el monitor diagnóstico de temperatura. Nota: El cable térmico-par en el extremo del monitor de temperatura ha sido puesto dentro del barril a través del tubo de vacío con un paso.</li>
</ol>4. arreglo y alineación de los diagnósticos basados en láser
<ol><li>Poner dos anclajes roscados en los agujeros en la parte posterior del soporte de punta de prueba del enfoque. Apriete los dos tornillos a través de las anclas hasta que alcanzan el POM para permitir la libertad cambiar el ángulo del haz incidente.<ol>
<li>Perfore un agujero a través del espesor en la parte inferior del soporte de punta de prueba del enfoque y fijarlo en un imán cilíndrico roscado.</li>
		<li>Tire una sonda de fibra óptica de enfoque a través de un tubo de aluminio y la sonda en el tubo de aluminio del pegamento aplicando extra fast-set epoxy alrededor de la cabeza de la sonda y el tubo de aluminio. Empuje el cabezal de la sonda como delantero en el tubo como sea posible, pero asegúrese de dejar el lente de la sonda de epoxy. Espere hasta que el epoxy extra fast-set está templado.</li>
		<li>Conectarse el enfoque óptico de la todo-fibra-optica NDI/TDI interferómetro31y coloque el conjunto de enfoque sobre el soporte blanco apuntando hacia la superficie posterior de la blanco.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Activar el láser, en este caso una fibra del erbio de 2W junto a laser, a 0.2-0.4 W de potencia. A continuación, ajuste la posición de la sonda de enfoque utilizando los tornillos de conexión en el conjunto del mecanismo de enfoque hasta que enganche luz adecuada se logra y se optimiza la señal adquirida.</li>
	<li>Ajuste del acoplador de proporción variable para que coincida con la intensidad de la referencia y cambiado de puesto de Doppler de la luz hasta que la señal que se muestra en el osciloscopio está optimizada. Nota: Si necesita movimiento transversal diagnóstico, consulte pasos 4.5-4.6.</li>
	<li>Poner dos anclajes roscados en los agujeros en la parte posterior del soporte del mecanismo de enfoque del POM y apriete los dos tornillos a través de las anclas hasta que toquen el POM.<ol>
<li>Perfore un agujero a través del espesor en la parte inferior del soporte de punta de prueba del enfoque y fijarlo en un imán cilíndrico roscado.</li>
		<li>Tire una sonda de colimador de fibra óptica a través de un tubo de aluminio y la sonda en el tubo de aluminio del pegamento aplicando extra fast-set epoxy alrededor de la cabeza de la sonda y el tubo de aluminio. Empuje el cabezal de la sonda como delantero en el tubo como sea posible, pero asegúrese de dejar el lente de la sonda de epoxy. Espere hasta que el epoxy extra fast-set está templado.</li>
		<li>Repita los pasos anteriores en el 4.4 para hacer dos asambleas y ponerlos en la cámara.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ajustar la posición y los ángulos de las recepción colimadores de fibra óptica con el imán y los dos tornillos en el soporte POM hasta la intensidad de la primera orden difractada vigas medidos por los monitores de energía se optimiza.</li>
	<li>Desconecte al monitor de energía y conectar los dos colimadores recibidos a la óptica de fibra todo TDI interferómetro31.</li>
</ol>5. ejecución de experimentos de impacto temperatura alta geometría inversa placa Normal/presión-seguridad
<ol><li>Asegure la brida principal apretando las cuatro abrazaderas en la entrada de la cámara y luego cierre la cámara con una película de poliéster empernada a un reborde del secundario.</li>
	<li>Aumentar la presión del sello ~ 207 kPa y luego cierre la pistola de gas en el extremo trasero apretando los tornillos de la brida.</li>
	<li>Encienda la bomba de vacío de la recámara-final y luego encienda la bomba de vacío de cámara final de destino.</li>
	<li>Asegúrese de que no hay movimiento de sabot hacia la cámara causada por la diferencia de presión entre el frente y la parte posterior del sabot. Espere hasta que la cámara se evacua a una presión inferior a 100 mTorr.</li>
	<li>Encienda el sistema de medición de velocidad de impacto láser amplitud basado en sabot.</li>
	<li>Mover el calentador hasta la posición marcada y encienda el calentador. Aumentar la temperatura de la calefacción con incrementos de 100 ° C hasta que se alcanza la temperatura de la muestra deseada.</li>
	<li>Presurice la leña cámara descarga ~ 1103 kPa y la cámara de carga a un nivel deseado según el elegido velocidad de impacto. También, asegure el receptor sabot a la cámara.</li>
	<li>Apague el calentador e inmediatamente subir la calefacción hacia arriba hacia el pozo de calentador. Registrar la temperatura mostrada en la temperatura del monitor de diagnóstico medida por el termopar zueco en la superficie de la muestra.</li>
	<li>Abra inmediatamente la válvula del sello y liberación del compartimiento de la descarga de la leña una vez que el sello de presión baje a cero.</li>
</ol>

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</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

El método y el Protocolo mencionados detallada el procedimiento para realizar correctamente un experimento de impacto placa normal de geometría inversa en las temperaturas elevadas. En este enfoque, hacer modificaciones personalizadas en el cañón en el extremo de alta presión (nalgas) de la pistola de gas existentes en Case Western Reserve University, para una bobina de calentador resistivo con grados de libertad rotacionales y axiales. El sistema de bobina de calentador resistente permite a muestras de aluminio fina, ce...

En aplicaciones de ingeniería, los materiales son sometidos a una amplia gama de condiciones, que puede ser estática o dinámica en la naturaleza, juntada con altos niveles de deformación y temperaturas que van desde habitaciones hasta cerca del punto de fusión. Bajo estos extremos termomecánico el comportamiento del material puede variar drásticamente; así, durante casi un siglo, varios experimentos han sido desarrollados destinado a sondear la respuesta dinámica y otras características de comportamiento material mientras que bajo control carga regímenes1,2,3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14. para metales en baja las tasas de tensión intermedio (10-6-100 s), tornillo servo-hidráulico o de precisión, máquinas de ensayo universales se han utilizado para estudiar la respuesta de materiales sometidos a diferentes modos de carga y niveles de deformación. Pero como la tensión aplicada, las tasas aumentan más allá de las tasas de tensión intermedio (es decir., > 10/s2), otras técnicas experimentales sea necesarios con el fin de sondear la respuesta mecánica. Por ejemplo, carga de tarifas de 103/s hasta a 5 × 104/s tamaño completo o miniaturizados permiten de barras Hopkinson Split presión estas mediciones para hacer8,15.
Tradicionalmente, armas de gas luz y placa explosivo conducido experimentos de impacto se han utilizado para estudiar la dinámica inelasticidad y otro fenómeno como la Espalación, o fase de transformación que se producen con índices de muy alta tensión (105-10 7/s)16,17,18,19,20,21,22, o una combinación de altas presiones y carga dinámica. Habitualmente, los experimentos de impacto placa implican el lanzamiento de una placa de aviador por un sabot inicialmente en el extremo trasero de la pistola de gas, que luego viaja a lo largo del cañón y se hace chocar con una placa de destino estacionarias cuidadosamente alineados en la cámara de impacto. Como consecuencia del impacto, se generan presión normal o combinada y tensiones de esquileo en la interfaz de volante/destino, que viajan a través de las dimensiones espaciales de las placas como ondas de esfuerzo longitudinal y transversal longitudinal o combinada. La llegada de las ondas en la superficie posterior de la placa de la blanco afectan la velocidad de partícula superficial libre instantánea de la placa de la blanco, que se controla normalmente mediante técnicas interferométricas. Para permitir la interpretación de la velocidad de la partícula medida versus historia del tiempo, es necesario que se generen ondas planas con un frente paralelo a la superficie de impacto al impacto14,23. Para los efectos anteriores, se deben producir con un ángulo de inclinación de impacto del orden de Mili-radian menos12,24, con superficies de impacto de llanura mejor que unos micrómetros5,25.
Experimentos de impacto placa se han adaptado para incluir elementos calefactores que permitan investigaciones de comportamiento material para ampliar en termomecánica extremos26,27,28,29. Estas adaptaciones implican generalmente la adición de una bobina de inducción o de un calentador de resistencia hasta el destino final de la pistola de gas; Aunque estas adaptaciones han demostrado ser factibles experimentalmente, el enfoque conduce intrínsecamente a desafíos experimentales especiales que requieren consideraciones de cuidado. Algunas de estas complicaciones experimentales incluyen expansión térmica diferencial de los diversos componentes del conjunto de soporte objetivo o accesorio de la alineación mientras la placa de la blanco (muestra), que requiere ajustes de alineación en tiempo real, de la calefacción hecho generalmente con las herramientas de alineación controlado remotamente con retroalimentación continua para mantener la tolerancia de paralelismo crucial entre la placa de muestra y blanco. En el caso del esquema de experimentales de impacto placa de presión de corte, calentamiento de la muestra requiere rejillas de polímero convencional ser reemplazado por rejillas metálicas resistentes de alta temperatura para monitorear la velocidad transversal de la partícula en la superficie libre de la placa de la blanco. Por otra parte, el calentamiento de la muestra puede Agregar limitaciones en la velocidad de impacto que se puede emplear en algunos regímenes experimentales, como en la cepa alta tasa combinada configuración de impacto presión y corte de placa, donde se puede requeridos consideraciones especiales para evitar la clara interpretación de los resultados experimentales, que se calculan utilizando la impedancia acústica de la parte delantera y trasera blanco placas que puede ser dependientes de la temperatura. Por último, otros esquemas experimentales, que requieren una placa de la blanco con una ventana óptica, las tolerancias entre la muestra, capa de enlace y capas cada vez más difíciles mantener a las altas temperaturas19.
Para aliviar los desafíos experimentales mencionados anteriormente, hemos realizado adaptaciones personalizadas a la vigente etapa gas pistola en caso Western Reserve University (CWRU)7,30,31,32 . Estas modificaciones permiten muestras metal delgadas en el front-end de un zueco resistente al calor para ser calentado a temperaturas superiores a 1000 ° C, antes de la cocción, que permiten alta temperatura experimentos de impacto de placa corte de presión normal o combinado que llevó a cabo. En contraste con la mayoría de los enfoques convencionales empleados para estudios de impacto de la placa de temperatura elevada, este método se ha demostrado para aliviar varios de los desafíos experimentales descritos. Por ejemplo, este enfoque ha sido utilizado para viable alcanzar ángulos de inclinación de menos de un milli-radián sin la necesidad de ajuste de tilt remoto30o elementos ópticos adicionales para monitorear los cambios de inclinación durante el experimento. En segundo lugar, debido a que la placa de la blanco es bajo temperaturas ambientales, este método no requiere la necesidad de rejillas olográficas resistentes de alta temperatura especiales para la medición de la velocidad transversal de la partícula en los experimentos de impacto oblicuo; Además, mayores velocidades de impacto pueden ser utilizadas sin riesgo de que el objetivo de la placa y por lo tanto, reducir la complejidad en la interpretación de los resultados experimentales. Para añadir, este enfoque puede ser utilizado para realizar experimentos de impacto de placa normal de geometría inversa de alta temperatura que proporcionan relaciones de nosotros-para arriba para un material de muestra de elección. Estos pueden obtenerse mediante técnicas de adaptación de impedancias, o además, un análisis del ventilador vacuo de la superficie posterior de la muestra que llevan información sobre los cambios en la velocidad de descarga de muestra durante descarga33,34 . En la configuración de impacto temperatura elevada presión-esquile combinado placa, este enfoque permite la inelasticidad dinámica de películas delgadas a estudiar hasta una temperatura amplia y gama de deformación plástica y tasas de tensión hasta 107/s según del espesor del espécimen fino16,27,29.
Vamos a presentar los protocolos necesarios para llevar a cabo un experimento de impacto placa típica elevada temperatura mencionado. Esto será seguido por una sección dedicada representante resultados obtenidos utilizando la técnica actual. Por último, se presentará una discusión de los resultados antes de una conclusión.

<table><tbody><tr><td>Pureza comercial del 99,999% de aluminio policristalino</td><td>Goodfellow</td><td>AL007970</td><td>Material para la placa del volante (muestra)</td></tr><tr><td>Acero para herramientas H13</td><td>Centro de fabricación de CWRU</td><td>N/A</td><td>Material para el portamuestras</td></tr><tr><td>Tratamiento de la solución y envejecimiento Aleación Inconel 718</td><td>Metales de alta temperatura</td><td>N/A</td> <td>(1.005/1.015)" de diámetro x 24", material para la placa de destino</td></tr><tr><td>Photoresist S1805</td><td>MicroChem</td><td>N/A</td><td>Material de la fotorresistencia para rejilla holográfica</td></tr><tr><td>Revelador CD-26</td><td>MicroChem</td><td>N/A</td><td>Revelador de la fotorresistencia para rejilla holográfica</td></tr><tr><td>Tubo de aluminio 6063</td><td>McMaster-Carr</td><td>4568T19</td><td>Material para el anillo en el ensamblaje de objetivos</td></tr><tr><td>Varilla de resina acetálica Delrin (R) negra (4-1/2" de diámetro)</td><td>McMaster-Carr</td><td>8576K81</td><td>Material para el soporte de Delrin en el ensamblaje de objetivos</td></tr><tr><td>Varilla de resina acetálica Delrin (R) blanca (1/4" de diámetro)</td><td>McMaster-Carr</td><td>8572K51</td><td>Material para los pines Delrin en el montaje del objetivo</td></tr><tr><td>Tubo de aluminio 6061</td><td>McMaster-Carr</td><td>9056K24</td><td>Material para el cuerpo en el montaje del proyectil</td></tr><tr><td>Varilla de aluminio 6061</td><td>McMaster-Carr</td><td>8974K88</td><td>Material para la tapa en el montaje del proyectil Lámina</td></tr><tr>de<td>teflón</td><td>McMaster-Carr</td><td>8711K98</td><td>Material para la llave</td></tr><tr><td>LAVA-FF - Alúmina Disco de silicato</td><td>Productos Técnicos</td><td>CWR-033116-1</td><td></td></tr><tr><td>LAVA-FF - Alúmina Tubo de silicato</td><td>Productos Técnicos</td><td>ALR11515</td><td></td></tr><tr><td>Perno de cabeza ranurada de bandeja de alúmina</td><td>Ceramco</td><td>A83200PANSLT0.500</td><td></td></tr><tr><td>409 N70 Junta tórica Buna-N</td><td>La junta tórica Store</td><td>B70409</td><td></td></tr><tr><td>Loctite Hysol 9412 adhesivo</td><td>Loctite</td><td>83107</td><td></td></tr><tr><td>Alto Cementos de temperatura</td><td>OMEGA Engineering</td><td>OB-300</td><td></td></tr><tr><td>Epoxi de fraguado extra rápido</td><td>Ellsworth</td><td>4001</td><td></td></tr><tr><td>Hoja de Mylar</td><td>McMaster-Carr</td><td>8567K94</td><td></td></tr></tbody></table>

elevada temperatura normal y combinado de la presión de corte placa impacto experimentos mediante un sistema de calentador de sabot de nalgas-final

Conducting Elevated Temperature Normal and Combined Pressure-Shear Plate Impact Experiments Via a Breech-end Sabot Heater System

Se presenta un nuevo enfoque para realizar experimentos de impacto de placa normal o combinada de corte de presión a prueba de temperaturas hasta 1000 ° C. El método permite experimentos de impacto placa de temperatura elevada orientados sondeo dinámico comportamiento de materiales bajo extremos de termomecánica, mientras mitiga varios especiales experimentales retos al realizar experimentos similares utilizan el enfoque de impacto convencional de la placa. Adaptaciones personalizadas se realizan en el extremo trasero de un cañón de gas de una etapa en la Case Western Reserve University; estas adaptaciones incluyen una pieza de extensión de precisión fabricada en acero SAE 4340, que está estratégicamente diseñado para acoplar el cañón existente mientras que proporciona una alta tolerancia coincida con el agujero y chavetero. La pieza de extensión contiene un cilíndrico vertical calentador-pozo, que alberga a un conjunto del calentador. Una bobina resistiva calentador-cabeza, capaz de alcanzar temperaturas de hasta 1200 ° C, se une a un vástago vertical con grados axial/rotación de las libertades; Esto permite muestras metal delgadas en el front-end de un sabot a prueba de calor para calentar uniformemente todo el diámetro a las temperaturas de prueba deseado. Calentando la placa flyer (en este caso, la muestra) al final recámara del cañón en vez de en el extremo de destino pueden evitarse varios críticos desafíos experimentales. Estos incluyen: 1) severos cambios en la alineación de la placa de la blanco durante el calentamiento debido a la expansión térmica de los varios componentes de la Asamblea de sostenedor de destino; 2) los desafíos que se presentan debido a los elementos de diagnóstico, (es decir., rejas olográficas del polímero y sondas ópticas) están demasiado cerca de la Asamblea de destino climatizada; 3) los retos que se presentan para apuntan las placas con una ventana óptica, donde las tolerancias cruciales entre la muestra, enlace de capa y la ventana cada vez más difícil mantener a altas temperaturas; 4) en el caso de combinar compresión cizalladura placa impacto experimentos, la necesidad de rejillas de difracción resistentes de alta temperatura para la medición de la velocidad transversal de la partícula en la superficie libre del destino; y 5) limitaciones impusieron a la velocidad de impacto es necesaria para la interpretación inequívoca de la velocidad de superficie libre medida versus Perfil de tiempo debido a la térmica de ablandamiento y posiblemente rendimiento de las placas limitadoras de destino. Mediante la utilización de las adaptaciones antes mencionadas, presentamos los resultados de una serie de experimentos de impacto de placa normal de geometría inversa en el aluminio de pureza comercial en un rango de temperaturas de la muestra. Estos experimentos muestran disminución de velocidades de partículas en el Estado afectado, que son indicativas de ablandamiento del material (disminución en la tensión de flujo de la producción) con aumento de la temperatura de la muestra.

Un 82,5 mm de diámetro, longitud de 6 m, pistola de gas de una etapa en CWRU capaces de aceleración 0,8 kg proyectiles a velocidades de hasta 700 m/s se utilizó en la realización de los experimentos actuales. La figura 5 muestra una fotografía de la instalación del cañón de gas modificado en CWRU. Antes de la cocción, el sabot diseñado personalizado está ubicado dentro de la obra de extensión de calentador, que se muestra en la figura 6</...

Aquí, presentamos un protocolo detallado de un nuevo enfoque para la realización de impacto placa normal inversa a temperatura elevada y el impacto combinado de presión y corte de placa. El enfoque implica el uso de un calentador de bobina resistiva de nalgas-fin para calentar una muestra celebrada en el front-end de un casquillo a prueba de calor a la temperatura deseada.

Elevada temperatura Normal y combinado de la presión de corte placa impacto experimentos mediante un sistema de calentador de Sabot de nalgas-final

A novel approach for conducting normal and/or combined pressure-shear plate impact experiments at test temperatures up to 1000 &#176;C is presented. The ...

Una pregunta de gran interés es: ¿Cómo responde la resistencia dinámica al cizallamiento de los metales a los cambios en la presión y las tasas de deformación aplicadas? Esta importante cuestión en el campo de la caracterización dinámica de materiales, y otras, podría abordarse mediante esta técnica que también mitiga varias fuentes de variación experimental que están presentes en el enfoque convencional. Aunque este método fue diseñado principalmente para investigaciones de resistencia a la compresión y/o al cizallamiento a alta temperatura de los materiales, también se puede aplicar para estudios como el deslizamiento y el desconchado dinámicos.La pistola de gas de la Universidad Case Western Reserve es de una sola etapa, con una longitud de seis metros y un diámetro de 82,5 milímetros. Una sección alberga una modificación personalizada del arma para este experimento. Las modificaciones están representadas en este esquema.Un sistema de calentamiento se acopla con el cañón de la pistola existente para que la muestra contenida en la parte delantera del sabot resistente al calor personalizado se pueda calentar a las temperaturas deseadas superiores a 1000 grados Celsius. Las modific

conducting-elevated-temperature-normal-combined-pressure-shear-plate

Research

Investigación

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Ingeniería

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Elevada temperatura Normal y combinado de la presión de corte placa impacto experimentos mediante un sistema de calentador de Sabot de nalgas-final (Video) | JoVE Journal

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