Name: פיצוץ כימות באמצעות מוטות לחץ הופקינסון (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 41 s
Description: למד כיצד למדוד פיצוץ כימות באמצעות מוטות לחץ הופקינסון לצורך הנדסת הגנה מפני פיצוצים. שיטה זו מאפשרת רישום לחצים קיצוניים שמעבר לגבולות מכשירי מדידה מסורתיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מבקשים להודות למעבדת המדע והטכנולוגיה הביטחונית על מימון העבודה שפורסמה.

<ol><li>Esparza, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blast+measurements+and+equivalency+for+spherical+charges+at+small+scaled+distances%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">Blast measurements and equivalency for spherical charges at small scaled distances.</a> Int. J. Impact Eng. 4 (1), 23-40 (1986).</li>
<li>Kingery, C. N., Bulmash, G. ARBRL-TR-02555. Airblast parameters from TNT spherical air burst and hemispherical surface burst. , U.S Army BRL. Aberdeen Proving Ground, MD, USA. (1984).</li>
<li>Hyde, D. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHyde%2C+DW+%22Conventional+weapons+program+%28ConWep%29%22">Conventional weapons program (ConWep)</a>. , U.S Army Waterways Experimental Station. Vicksburg, MS, USA. (1991).</li>
<li>Randers-Pehrson, G., Bannister, K. A. ARL-TR-1310. Airblast loading model for DYNA2D and DYNA3D. , U.S Army Research Laboratory. Aberdeen Proving Ground, MD, USA. (1997).</li>
<li>Neuberger, A., Peles, S., Rittel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scaling+the+response+of+circular+plates+subjected+to+large+and+close-range+spherical+explosions.+Part+II%3A+Buried+charges%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">Scaling the response of circular plates subjected to large and close-range spherical explosions. Part II: Buried charges.</a> Int. J. Impact Eng. 34 (5), 874-882 (2007).</li>
<li>Xu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+inverse+approach+for+pressure+load+identification%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">An inverse approach for pressure load identification.</a> Int. J. Impact Eng. 37 (7), 865-877 (2010).</li>
<li>Pickering, E. G., Chung Kim Yuen, S., Nurick, G. N., Haw, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+response+of+quadrangular+plates+to+buried+charges%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">The response of quadrangular plates to buried charges.</a> Int. J. Impact Eng. 49, 103-114 (2012).</li>
<li>Bergeron, D. M., Trembley, J. E. Canadian research to characterize mine blast output. 16'th Int. Symp. on the Military Aspects of Blast and Shock, Oxford, UK, , (2000).</li>
<li>Hlady, S. L. Effect of soil parameters on landmine blast. 18'th Int. Symp. on the Military Aspects of Blast and Shock, Bad Reichenhall, Germany, , (2004).</li>
<li>Fourney, W. L., Leiste, U., Bonenberger, R., Goodings, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+loading+on+plates+due+to+explosive+detonation%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+on+Blasting+and+Fragmentation%22%5BJournal%5D)">Mechanism of loading on plates due to explosive detonation.</a> Int. J. on Blasting and Fragmentation. 9 (4), 205-217 (2005).</li>
<li>Anderson, C. E., Behner, T., Weiss, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mine+blast+loading+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">Mine blast loading experiments.</a> Int. J. Impact Eng. 38 (8-9), 697-706 (2011).</li>
<li>Fox, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+response+of+small+scale+rigid+targets+to+shallow+buried+explosive+detonations%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">The response of small scale rigid targets to shallow buried explosive detonations.</a> Int. J. Impact Eng. 38 (11), 882-891 (2011).</li>
<li>Ehrgott, J. Q., Rhett, R. G., Akers, S. A., Rickman, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+fabrication+of+an+impulse+measurement+device+to+quantify+the+blast+environment+from+a+near-surface+detonation+in+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Techniques%22%5BJournal%5D)">Design and fabrication of an impulse measurement device to quantify the blast environment from a near-surface detonation in soil.</a> Experimental Techniques. 35 (3), 51-62 (2011).</li>
<li>Pope, D. J., Tyas, A. Use of hydrocode modelling techniques to predict loading parameters from free air hemispherical explosive charges. 1st Asia-Pacific Conference on Protection of Structures Against Hazards, Singapore, , (2002).</li>
<li>Clarke, S. D., et al. Repeatability of buried charge testing. 23rd Int. Symp. on the Military Aspects of Blast and Shock, Oxford, UK, , (2014).</li>
<li>Clarke, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+large+scale+experimental+approach+to+the+measurement+of+spatially+and+temporally+localised+loading+from+the+detonation+of+shallow-buried+explosives%5BTitle%5D)+AND+%22Meas+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">A large scale experimental approach to the measurement of spatially and temporally localised loading from the detonation of shallow-buried explosives.</a> Meas Sci Technol. 26, 015001(2015).</li>
<li>Hopkinson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Method+of+Measuring+the+Pressure+Produced+in+the+Detonation+of+High+Explosives+or+by+the+Impact+of+Bullets%5BTitle%5D)+AND+%22Philos.+Trans.+R.+Soc.+%28London%29+A%22%5BJournal%5D)">A Method of Measuring the Pressure Produced in the Detonation of High Explosives or by the Impact of Bullets.</a> Philos. Trans. R. Soc. (London) A. 213, 437-456 (1914).</li>
<li>Rigby, S. E., Tyas, A., Fay, S. D., Clarke, S. D., Warren, J. A. Validation of semi-empirical blast pressure predictions for far field explosions - is there inherent variability in blast wave parameters?. 6th Int. Conf. on Protection of Structures against Hazards, Tianjin, China, , (2014).</li>
<li>Rigby, S. E., Tyas, A., Bennett, T., Clarke, S. D., Fay, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+negative+phase+of+the+blast+load%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+of+Protective+Structures%22%5BJournal%5D)">The negative phase of the blast load.</a> Int. J. of Protective Structures. 5 (1), 1-20 (2014).</li>
<li>Rigby, S. E., Fay, S. D., Tyas, A., Warren, J. A., Clarke, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Angle+of+incidence+effects+on+far-field+positive+and+negative+phase+blast+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+of+Protective+Structures%22%5BJournal%5D)">Angle of incidence effects on far-field positive and negative phase blast parameters.</a> Int. J. of Protective Structures. 6 (1), 23-42 (2015).</li>
<li>Tyas, A., Warren, J., Bennett, T., Fay, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prediction+of+clearing+effects+in+far-field+blast+loading+of+finite+targets%5BTitle%5D)+AND+%22Shock+Waves%22%5BJournal%5D)">Prediction of clearing effects in far-field blast loading of finite targets.</a> Shock Waves. 21 (2), 111-119 (2011).</li>
<li>Tyas, A., Watson, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+study+of+the+effect+of+spatial+variation+of+load+in+the+pressure+bar%5BTitle%5D)+AND+%22Meas+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">A study of the effect of spatial variation of load in the pressure bar.</a> Meas Sci Technol. 11 (11), 1539-1551 (2000).</li>
<li>Tyas, A., Watson, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+of+frequency+domain+dispersion+correction+of+pressure+bar+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">An investigation of frequency domain dispersion correction of pressure bar signals.</a> Int. J. Impact Eng. 25 (1), 87-101 (2001).</li>
<li>NATO Standardisation Agency. Procedures for evaluating the protection level of logistic and light armoured vehicles. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Allied+Engineering+Publication+%28AEP%29+55%22">Allied Engineering Publication (AEP) 55</a>. 2, 2, (2011).</li>
<li>Elgy, I. D., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aElgy%2C+ID+%22UK+ministry+of+defence+technical+authority+instructions+for+testing+the+protection+level+of+vehicles+against+buried+blast+mines%22">UK ministry of defence technical authority instructions for testing the protection level of vehicles against buried blast mines</a>. , Defence Science and Technology Laboratory. UK. (2014).</li>
<li>Clarke, S. D., et al. Finite element simulation of plates under non-uniform blast loads using a point-load method: Buried explosives. 11th Int. Conf. on Shock & Impact Loads on Structures (SILOS), Ottawa, Canada, , (2015).</li>
<li>Rigby, S. E., et al. Finite element simulation of plates under non-uniform blast loads using a point-load method: Blast wave clearing. 11th Int. Conf. on Shock & Impact Loads on Structures (SILOS), Ottawa, Canada, , (2015).</li>
<li>Hallquist, J. O. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHallquist%2C+JO+%22LS-DYNA+theory+manual%22">LS-DYNA theory manual</a>. Livermore Software Technology Corporation, CA, USA, , (2006).</li>
<li>Fay, S. D., et al. Capturing the spatial and temporal variations in impulse from shallow buried charges. 15th Int. Symp. on the Interaction of the Effects of Munitions with Structures (ISIEMS, Potsdam, Germany, , (2013).</li>
<li>Fay, S. D., et al. Measuring the spatial and temporal pressure variation from buried charges. 23rd Int. Symp. on the Military Aspects of Blast and Shock, Oxford, UK, , (2014).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

באמצעות הפרוטוקול שתואר לעיל המחברים הראה כי ניתן לקבל מדידות איכות גבוהות של ההעמסה השונה מאוד מן מטען, באמצעות מערך של ברי לחץ הופקינסון. שימוש שגרתי אינטרפולציה התוותה את ההיסטוריה לחץ-בזמן בדיד ניתן להפוך חזית הלם מתמשכת אשר היא שמיש ישירות כפונקצית טעינת דוגמנות מספרית או כנתוני אימות על תפוקת דגמים כאלה. בעת שימוש חיובים קברו את המתודולוגיה ששמשה להכנת מכולות הקרקע המפורטת בסעיף פרוטוקול 5 חייבת להיבדק כדי ...

אפיון הפלט של מטעני חבלה יש יתרונות רבים, הן צבאי (הגנה מפני ונקברי מטעני חבלה מאולתרים באזורי עימות הנוכחיים) ואזרח (תכנון רכיבים מבניים). פעמים בשנים האחרונות בנושא זה זכה לתשומת לב ניכרת. חלק ניכר מן הידע שנאסף יש מכוון הכימות של מפלט חיובים כדי לאפשר את העיצוב של מבנים מגנים יעילים יותר. הבעיה העיקרית כאן היא שאם המדידות שנעשו אינן בעלי איכות גבוהה אז מנגנוני העברת עומס באירועי נפץ אלה עדיין אינם ברורים. זה בתורו מוביל לבעיות אימות מודלים מספריים אשר מסתמכים על מדידות אלה למתן תוקף. המונח שדה ליד המשמש לתיאור תקיעות עם מרחקים מדורגים, Z, פחות מ ~ 1 מ &#39;/ ק&quot;ג 1/3, כאשר Z = R / W 1/3, R הוא המרחק ממרכז של חומר נפץ, ו- W הוא הביע את התשלום המוניכמו מסה שווה של TNT. במשטר זה ההעמסה מאופיינת בדרך כלל על ידי בעצמה גבוהה מאוד, מאוד המון מרחבית ובזמן הלא אחיד. מכשור יציב ולכן נדרש למדוד את הלחצים הקיצוניים הקשורים טעינת שדה קרוב. בשעת Z מרחקים דורג &lt;0.4 מ &#39;/ קילו 1/3, מדידות ישירות של פרמטרי הפיצוץ הם או שאינם קיימות או מעט מאוד 1 והנתונים החזויים למחצה האמפיריים בטווח זה מבוסס כמעט כולו על מחקרים פרמטרית. זה כרוך באמצעות תחזיות חצי האמפיריות שנתנו קינגרי ו Bulmash 2, שהוא מחוץ לתחום המיועד של המחבר. בעוד כלים המבוססים על תחזיות אלו 3,4 לאפשר הערכות מסדר ראשון מצוין של טעינת הם לא לגמרי לכבוש את המכניקה של אירועים ליד שדה, המהווים את מוקד המחקר הנוכחי. שדה ליד מדידות פיצוץ יש בתקופה האחרונה התמקד לכימות output מדמי הקבורים. מתודולוגיות מועסקים להשתנות מן בהערכת העיוות שנגרמה מטרה מבנית 5-7 לכוון מדידת דחף העולמי 8-13. שיטות אלה מספקים מידע רב ערך עבור האימות של עיצובי מערכת הגנה אך אינן מסוגלים חוקר את המכניקה מלאה של העברת עומס. ניסויים יכולים להתבצע בשני המידה מעבדתי (בקנה מידה מלאה 1/10), או בסמוך בהיקף מלא (&gt; 1/4), עם מטעמים פרגמטיים כגון שליטת עומק קבורה או להבטיח שום צורה טבועה של חזית ההלם מופק על ידי שימוש נפצים ולא 14 חיובים חשופים. עם האשמות קברו את תנאי הקרקע צריכים להיות מבוקרים מאוד על מנת להבטיח את הדירות של הבדיקות 15. המבקר של האם תשלום מושם אוויר חופשי או קבור, קמה ועומדת השאלה העקרונית ביותר במדידת הפיצוץ המתקבל הוא להבטיח את תוקפו של מדידות שנעשו על ידי המכשור deployed. במנגנון הבדיקה תוכנן 16 צלחת יעד הנוקשה &#39;קבועה משמשת להגן על ברי לחץ הופקינסון 17 (HPBs) בעוד באותו הזמן על מנת להבטיח כי הקצוות של המוטות יכולים רק להקליט את הלחצים לידי ביטוי המלא. המחברים הראו בעבר כי מדידה של לחץ מוחזר מן היעד נוקשה יותר לשחזור מדויק מאשר אירוע, או מדידות &#39;חופשי-השדה&#39; 18-20. הגיאומטריה של צלחת היא כזו, שאין שום הקלת לחץ שנוצרה על ידי ניקוי או הזרימה מסביב לקצה היעד 21 תהיה זניחה. מנגנון הבדיקה החדשה נבנה בקנה מידה 1/4. בשעת שליטה הדוקה בסדר גודל כזה על תנאי הקבורה ואת הנפץ ניתן להבטיח, עם גודל תשלום בהיקף המלא של 5 קילו scaled עד 78 גרם, בעומק קבורה של 25 מ&quot;מ.

<table><tbody><tr><td>תא עומס</td><td>RDP</td><td>RSL0960</td><td>זה רק אינדיקטיבי, תא העומס המדויק אמור להיות מסוגל לפתור את לוחית יעד הפלדה הנדרשת</td></tr><tr><td>/ HPBs</td><td>Garratts&nbsp;</td><td></td><td>מיוצר לפי הזמנה</td></tr><tr><td>מד מתח</td><td>Kyowa</td><td>KSP-2-120-E4</td><td>לשימוש עם פלדה HPBs</td></tr><tr><td>Cyanoacrylate</td><td>Kyowa</td><td>CC-33-A</td><td>בדוק עם היצרן בהתאם לחומר המאר לשימוש</td></tr><tr><td>אוסצילוסקופ דיגיטלי</td><td>TiePie</td><td>HS4 16 סיביות Handyscopes&nbsp;</td><td>6 משמש במקביל בבדיקות זרם</td></tr><tr><td>חול לייטון זמזם</td><td>חולות Garside</td><td>Garside 14/25</td><td>חול סיליקה אחיד&nbsp;</td></tr></tbody></table>

פיצוץ כימות באמצעות מוטות לחץ הופקינסון

Blast Quantification Using Hopkinson Pressure Bars

שדה ליד מדידת עומס הפיצוץ מציגה סוגית סוגי חיישנים רבים כפי שהם חייבים לסבול סביבות מאוד אגרסיביות ולהיות מסוגל למדוד לחצים עד מאות רבות של megapascals. מבחינה זו הפשטות של הבר לחץ הופקינסון יש יתרון גדול בכך ואילו קצה המדידה של בר הופקינסון יכול לסבול ולהיחשף תנאים קשים היה מד הלחץ רכוב על הבר יכול להיות מודבק במרחק מה. זה מאפשר מעטה מגן שינוצל מגנות על מד הלחץ אך אינם מפריע רכישת המדידה. שימוש מערך של ברי לחץ מאפשר היסטוריות לחץ בזמן בנקודות ידועות דיסקרטיות כדי להימדד. מאמר זה מתאר גם את שגרת אינטרפולציה המשמשת לחישוב היסטורי לחץ-זמן במקומות בלתי המאובזרת במטוס של עניין. כיום נעשה שימוש בטכניקה למדוד טעינת חומרי נפץ באוויר חופשי וקבר רדוד בקרקעות שונות.

מסגרת תגובה נוקשה ביעילות צריכה להינתן. ב הנוכחי בודק דחף הנחילה סך של כמה מאות ניוטון-שניות צריך להתנגד עם סטיה מינימלית. איור של מסגרת התגובה הנוקשה המשמשת ניתן באיור 1. בכל מסגרת צלחת 50 מ&quot;מ פלדה &quot;acceptor&quot; נוצקה בבסיס קורה לחצות. בעוד לא נדרש במפורש, זה מאפשר לתיקון קל של תאי עומס / צלחת היעד ומספק הגנה נוספת על פני הקורה בטון. המרחק מדורגים הקרוב לשוחח כיום כבר 0.15 מ &#39;/ ק&quot;ג 1/3. <p class...

פרוטוקול זה מפרט את השימוש במוטות לחץ של הופקינסון למדידת עומס פיצוץ מוחזר מאירועי נפץ בשדה קרוב. הוא מסוגל לבצע אינטרפולציה של היסטוריית זמן לחץ בכל נקודה על גבול רפלקטיבי וככזה ניתן להשתמש בו כדי לאפיין באופן מלא את השינויים המרחביים והזמניים בעומס המיוצר.

Near-field blast load measurement presents an issue to many sensor types as they must endure very aggressive environments and be able to measure pressures ...

המטרה הכללית של ניסוי זה היא למדוד במדויק את ההתפלגות המרחבית והזמנית של הלחץ בסביבה האגרסיבית ביותר הנוצרת בקרבת מטען נחצול. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום הנדסת המיגון מפני פיצוצים, כגון הצורה המדויקת של העומס המועבר וכיצד גורמים כגון סוג הנחצול וצורתו משפיעים על העומס המועבר. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מאפשרת לנו לתעד לחצים החורגים מהמגבלות של גישות מדידה מסורתיות.למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנות לגבי פיצוצים באוויר הפתוח, ניתן להחיל אותה גם על אירועים אחרים, כגון מטענים קבורים או תת-מימיים. בתחילה בחנו את הרעיון לשיטה זו באמצעות מוט לחץ הופקינסון (Hopkinson pressure bar) בודד, ומהר מאוד הבנו כי נדרש מערך גדול כדי ללכוד את הנתונים במדויק. לשלב הראשון, חשבו את הדחף המקסימלי המשוער שסידור מסגרת הבדיקה ייצור באמצעות ניתוח תוכנה, כגון ConWep.עבור מטענים קבורים, תהליך זה הוא פחות פשוט, כיוון שהוא דורש טכניקות נומרים מתקדמות יותר כדי למדל את האינטראקציה בין הקרקע, החומרי הנחליים ולוח המטרה. פרטים על ייצור מסגרת הבדיקה ותאי העומס מסופקים בטקסט של הפרוטוקול. בחרו את המיקום על מוטות הלחץ של הופקינסון שבו יוצב מד המאמץ, כך שיהיה קרוב ככל האפשר לפני השטח המועמסים כדי למזער את הפיזור.במערך זה, עובי לוח המטרה והתמרונבליות הנדרשת להשחלת המוטות גורמים לכך שהמדדים יותקנו במרחק של 250 מילימטרים מהפנים העמוסה. רדיוס המוטים המחושב הנדרש ללכידת האירוע הוא במקרה זה חמישה מילימטרים. השתמשו ברזולוציה מרחבית הצפופה ביותר עבור המוטים, אשר אינה פוגעת בתקינות המבנית.במקרה זה, המרחק הוא 25 millimeters. פרטים נוספים מופיעים בפרוטוקול הכתוב. לתחילת העבודה, השתמשו ב-cyanoacrylate כדי להדביק חיישן מאמץ מחצי-מוליך למוטות הלחץ של Hopkinson, ולאחר מכן לתאי העומס.התאימו את לוח המטרה למסגרת התגובה הקשיחה באמצעות תאי השקילה במידת הצורך. ודאו שכל הכבלים מוארקים היטב לשיפור איכות האות. על החיווט להיות ארוך מספיק כדי להתחבר לאוסילוסקופ שנמצא מחוץ לאזור הפיצוץ.כל חוט ממוגן צריך להעביר אות מספיק. כעת, תלו את מוטוני לחץ הופקינסון (Hopkinson pressure bars) ממקלט מכלול המוטנים. העבירו את הקצה הטעון דרך החור המתאים בלוח המטרה, ותלו את מוטוני לחץ הופקינסון באופן חופשי מהאום המהודק לקצותיהם הדיסטליים.באמצעות פלס, כוון את האומים כך שהמוטות יהיו במצב אנכי ופניהם יהיו בקו אחד עם לוח המטרה. כעת, השתמש בשיטת ניסוי וטעייה כדי לכוון את הפוטנציומטר במעגל ההתנייה, על מנת לשמור על המתח בטווח המדידה של האוסצילוסקופ. אפס את קריאת חוסר האיזון (out of balance) בכל ערוץ, כפי שמופיע בתיבות המגבר.בשלב הבא, חברו את מוצא המד המוגבר לאוסצילוסקופ דיגיטלי מתאים. הגדירו את האוסצילוסקופ לתדר דגימה של 1.56 megahertz עם משך הקלטה של 28.7 millisecond, וקבעו את משך ה-pre-trigger ל-3.3 milliseconds. יש לחבר 22 מדים בסך הכל, 17 ממוטות לחץ של Hopkinson, ארבעה מתאי עומס, ואחד עבור תיל השבירה.יש לרשום את המתח והזמן מכל מד. הגדירו את ההקלטה כך שתופעל כאשר המתח בחוט השבירה (break wire) חורג מערך החלון, כגון פלוס או מינוס 100 millivolts. במקרה של בדיקת מטען באוויר חופשי, השתמשו ברצועת עץ דקה כדי לתלות את המטען מתחת ללוח המטרה במרחק הניתוק המתאים, ובמקרה זה 200 millimeters.מקם את המטען באופן קואקסיאלי למערך המדידה כדי להבטיח קריאות תקפות. האלמנט הקריטי בבדיקת מטען קבור טמון בהכנת מצע הקרקע ובתהליך הקבורה. נדרשת דיוק כדי להבטיח השגת תוצאות הניתנות לשחזור.שליב הבא, סגרו את המתרס. פריסו סנטריים כדי להבטיח שהמתרס פנוי במהלך הירי. כעת, רגע לפני ירי מטען אוויר חופשי, חברו את חוט הניתוק למפוצץ והחדירו מפוצץ חשמלי עד מחצית גובה המטען מהבסיס.כעת, עברו לנקודת ההדלקה ואשרו שהמכשור תקין. לאחר מכן, אספקו חשמל לחוט ההדלקה. כעת, ודאו מול הזקיפים כי ניתן להמשיך בבטחה בתהליך ההדלקה.לאחר מכן, הפעילו את חומרי הנפץ. לאחר הפיצוץ, הפכו את אזור הבדיקה לבטוח, הורידו את הנתונים וגבו אותם. בעוד שפרוטוקול שנכתב כדי לתאר את השלבים הנדרשים בשלב זה, סקריפט Matlab מפותח מונגש גם הוא כדי לאפשר ביצוע מהיר של עיבוד הנתונים באמצעות המתודולוגיה המדויקת.ייבא את הנתונים מקבצי הנתונים הגולמיים ל-Matlab על ידי לחיצה כפולה על שם הקובץ ולאחר מכן לחיצה על Finish באשף הייבוא (Import Wizard). לאחר מכן, פתח את סקריפט האינטרפולציה ב-Matlab. בחלק של יצירת הרשת (meshing) בקוד, הגדר רשת סדירה שמעליה תתבצע האינטרפולציה על ידי שינוי הרשת.השתמשו באותה רזולוציה בכל מידול מספרי עתידי. שלב מכריע זה הופך את הנתונים הבודדים למפה דו-ממדית. הסקריפט יבצע הזחה בזמן של כל עקומות הלחץ של מוט לחץ הופקינסון.הסטת הזמן נחוצה כדי לאפשר לשגרת האינטרפולציה לאתר בהצלחה את חזית ההלם בכל זמן נתון. כעת, יישרו את הנתונים מכל מערך רדיאלי כך שכל לחצי המקסימום יהיו מסונכרנים. לאחר מכן, חשבו את הרדיוס, r, ואת הזווית, beta, עבור נקודת עניין נתונה על הרשת.בצע אינטרפולציה חד-ממדית (1D) על שתי מערכי מוטות הלחץ של הופקינסון (Hopkinson pressure bar) הקרובים ביותר לנקודה המדוברת ברדיוס הנוכחי. לדוגמה, בזווית של 45 מעלות, האינטרפולציה תשתמש במערכי X, X וב-Y, Y. כעת, בצע אינטרפולציה ליניארית בין שני הלחצים בהתבסס על הזווית.לדוגמה, בזווית של 45 מעלות, השתמשו ב-50%X, X ו-50%Y, Y. לאחר מכן, בצעו הזזה של ציר הזמן בהיסטוריית הלחץ עבור כל מיקום, בהתבסס על אינטרפולציה קובית של זמן הגעת הגל. התוצאה הסופית היא היסטוריית לחץ מלאה שעברה אינטרפולציה. מסגרת תגובה קשיחה למעשה, המסוגלת לעמוד במאות ניוטון-שניות עם סטייה מינימלית, תוכננה תוך שימוש בלוח מטרה מפלדה רכה בעובי 100 מילימטר.מסגרת זו עמדה במבחנים עד 500 Newton-seconds. מבחן בודד בוצע עם 17 מוטות לחץ של Hopkinson שסודרו במערך דו-ממדי, תוך שימוש במוטות באורך 3.25 meter עם רדיוסים של חמישה מילימטרים. המרווח נקבע ל-25 מילימטרים.עבור בדיקה זו, מד המאמץ הוצמד במרחק של 0.25 מטרים מהפנים המועמסת. מטען קבור בקרקע רוויה הופעל. נתונים מכל אחד מארבעת המערכים הרדיאליים, עם מוט לחץ הופקינסון מרכזי משותף לכל התרשימים, מראים חזית הלם ברורה מאוד, כאשר הלחץ דועך לאט עם המרחק הרדיאלי.ההיסטוריות של הלחץ לאורך זמן שהוקלטו הועברו לאחר מכן דרך שגרת אינטרפולציה דו-ממדית. הלחץ המאונטרפל הפועל על לוח המטרה מראה עיכוב של 20 millisecond בהגעה של חזית ההלם. חזית ההלם היא הזמן שנדרש לגל ההלם כדי לעבור את המרחק שבין המטען ללוח המטרה.הטבעה האסימטרית של ההטענה ברורה במיוחד ב-0.22 milliseconds. עד 0.3 milliseconds לאחר הפיצוץ, חזית ההלם הייתה כמעט סימטרית לאורך כל הצירים. לאחר כניסת המכשיר להפעלה, ניתן לבצע עד שישה ניסייני אוויר חופשיים ליום.מספר זה פוחת במידה ניכרת בבדיקה המשתמשת במטענים קבורים, בשל המורכבות הנוספת של הכנת הקרקע. זוהי הפעם הראשונה שבה מדידות ברזולוציה גבוהה שכזו היו אפשריות. כתוצאה מכך, אנו יכולים כעת למדוד את ההבדל בצורת העמסה הנגרם משינויים בגיאומטריית הבדיקה.השגרה הנומרית שפותחה מציעה דרך עוצמתית מאוד לה 시각ליזציה של העומס ולאחר מכן להחילו עומס זה ישירות במודלים נומריים, כדי לשמש כשלב ראשון במידול התגובה של מבנים לפיצוצים חזקים. הנתונים שהופקו מהניסוי הנוכחי סיפקו נתוני תיקוף ייחודיים לשיפור הדור הבא של מודלים נומריים, ובכך שיפרו את הבנתנו לגבי הבעיה ואת יכולתנו להגן על עצמנו מפני הדפי פיצוץ.

blast-quantification-using-hopkinson-pressure-bars

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

ניסוי pressurization רומן אימפולסיבי תא פותח באמצעות מכשיר בר Kolsky לחקור את המנגנונים מולקולריים / סלולריים של פגיעה בפיצוץ גרם מוח הטראומתית.

Pressurization אימפולסיבית של תאים עצביים לחקר פגיעה מוחית טראומטי

המחקר הנוכחי קובע מתודולוגיה סימולציה אלמנט ניסוי-סופי בשילוב להשיג את התגובה המכנית הדינמית uniaxial של ביו-חומרים רכים (מוח, כבד, גיד, שומן, וכו '). תוצאות ניסוי multiaxial שהתעוררו בגלל הדגימה בולטת שהתקבלו מבדיקות בר לחץ הפיצול-הופקינסון שניתנו להתנהגות מתח מתח אמיתית uniaxial כאשר מדומה באמצעות אופטימיזציה איטרטיבי של ניתוח האלמנטים הסופי של החומר הביולוגי.

ניסוי-סופי יחד אלמנט דוגמנות מתודולוגיה להערכת הזנים שיעור גבוהים מכאנית תגובה של Biomaterials רך

בדיקות פיתוח של חומרי נפץ גבוהים ליישומים צבאיים כוללות ניסוח בקנה מידה קטן, בדיקות בטיחות ולבסוף בדיקות ביצועי פיצוץ כדי לאמת חישובים תיאורטיים. מאמר זה ישתף מבחני פיתוח אופייניים הקשורים למדידת מהירות הפיצוץ ולחץ הפיצוץ.

מחקר ופיתוח של חומרי נפץ ביצועים גבוהים

אנו להדגים את יישום 1 H (15 N, αγ) 12 C ניתוח תגובה גרעיני תהודה (NRA) כדי להעריך את צפיפות כמותית של אטומי מימן על פני השטח, בהיקף, ותמורת שכבת interfacial של חומרים מוצקים. פרופיל עומק מימן משטח כמעט של Pd (110) גביש יחיד ושל SiO 2 / Si (100) ערימות מתואר.

כימות של ריכוזי מימן שכבות חיצוניות ואת ממשק חומרים בתפזורת באמצעות פרופיל עומק עם ניתוח תגובה גרעיני

כאן, אנו מציגים פרוטוקול מפורט של גישה חדשה עבור ניצוח השפעה הפוכה צלחת רגילה טמפ גבוהות, ההשפעה בשילוב לוחית לחץ-הטיה. הגישה כרוכה בשימוש של תנור סליל resistive עכוז-end לחמם מדגם שהתקיים החזיתי של sabot עמידים בחום עד לטמפרטורה הרצויה.

ניצוח גבוהות בטמפרטורה רגילה, בשילוב לחץ-הטיה צלחת ההשפעה ניסויים באמצעות מערכת החימום Sabot עכוז-end

מאמר זה מתאר מודל הרומן של פגיעה מוחית טראומטית פגיעה עיקריים. צינור אויר מונחה הלם משמש כדי לחשוף במבחנה בתרבויות פרוסה בהיפוקמפוס העכבר גל הלם יחיד. . זהו פרוטוקול פשוטה ומהירה ליצירת פגיעה ברקמות המוח לשחזור עם תפוקה גבוהה...

מודל הרומן במבחנה של פגיעה מוחית טראומטית הפיצוץ

כאן, אנו מציגים מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM), מופעל ככלי ננו ומיקרו לכניסה על תאים ורקמות. המכשיר מאפשר רכישת סימולטני של טופוגרפיה של פני השטח 3D של המדגם ואת התכונות המכאניות שלה, כולל קיר התא מודולוס של יאנג, כמו גם לחץ טורגור.

שימוש במיקרוסקופיה של כוח אטומי למדידת תכונות מכניות ולחץ טורגור של תאים צמחיים ורקמות צמחים

אנו מציגים כאן פרוטוקול של מודל גל פיצוץ למכרסמים לחקור השפעות נוירוביולוגיות ופתולוגיות של פגיעה מוחית טראומטית קלה עד בינונית. הקמנו מערך מונע גז, ספסל עליון מצויד בחיישני לחץ המאפשרים דור אמין וניתן לשחזור של פגיעה מוחית קלה עד בינונית הנגרמת על ידי פיצוץ.

מודל גל פיצוץ בעצימות נמוכה להערכה פרה-קלינית של פגיעה מוחית טראומטית קלה בראש סגור במכרסמים

מוצגות כאן שיטות ליצירת חשיפות חוזרות ונשנות לפיצוץ בעוצמה נמוכה באמצעות עכברים.

מידול חשיפה חוזרת ונשנית מאוד לפיצוץ ברמה נמוכה בעכברים

פרוטוקול זה מתאר מערכת אוויר מותאמת אישית בלחץ יתר שנועדה לגרום לפציעות במערכת העצבים המרכזית (CNS) במערכת סגורה בעכברים, כולל טראומות עיניים, מוח וחוט השדרה. מטרת פרוטוקול זה היא לספק מסגרת לחוקרים להתאים ולהרחיב בקלות את המערכת למחקרי הטראומה הייחודיים שלהם במערכת העצבים המרכזית.

מערכת לפגיעה מוקדית וסגורה במערכת העצבים המרכזית

למד כיצד למדוד פיצוץ כימות באמצעות מוטות לחץ הופקינסון לצורך הנדסת הגנה מפני פיצוצים. שיטה זו מאפשרת רישום לחצים קיצוניים שמעבר לגבולות מכשירי מדידה מסורתיים.

פיצוץ כימות באמצעות מוטות לחץ הופקינסון

גלה סרטונים נוספים