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방법 논문

상승 된 온도 정상 고 불 감 증-엔드 송탄 히터 시스템을 통해 압력 전단 플레이트 영향 실험 결합

8K 조회수

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DOI:

10.3791/57232

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2018년 8월 7일

 ,  , 

이 논문에서

요약

여기, 선물이 실시 온도 상승된 반전 일반 접시 영향, 및 결합 된 압력 및 전단 플레이트 영향에 대 한 새로운 접근의 상세한 프로토콜. 원하는 온도에 내열성 송탄의 프런트 엔드에 개최 샘플 열 불 감 증-엔드 저항 코일 히터의 사용을 포함 하는 접근.

초록

테스트 1000 ° C까지 온도에서 정상 또는 결합 된 압력-전단 플레이트 영향 실험에 대 한 새로운 접근 방식을 제시 합니다. 메서드를 수 있습니다 비슷한 실험을 수행 하는 동안 직면 한 몇 가지 특별 한 실험 과제를 완화 하면서 열팽창 극단에서 재료의 동적 동작을 프로 빙으로 목적 온도 상승된 접시 영향 실험을 종래의 플레이트 영향 접근을 사용 하 여. 사용자 지정 적응 케이스 서쪽 예비 대학;에서 단일 단계 가스 총의 불 감 증 끝에 만들어진 이러한 적응 포함 높은 허용 오차를 제공 하면서 기존 총 신 친구를 전략적으로 설계 된 SAE 4340 스틸로 만든 정밀 가공 확장 조각 구멍 및 열쇠 구멍에 일치. 확장 조각 수직 원통형 히터-음, 있는 히터 어셈블리에 포함 되어 있습니다. 저항 코일 히터-머리, 최대 1200 ° C의 온도 도달 수 있는 자유;의 축 회전 각도 수직 줄기에 연결 되어 얇은 금속 표본을 원하는 테스트 온도에 직경에서 균일 하 게가 열 될 열 송탄의 프런트 엔드에 개최 수 있습니다. 총 배럴 대신 대상 끝의 불 감 증-끝에 (이 경우 샘플) 전단 플레이트를가 열 하 여 몇 가지 중요 한 실험 과제를 막을 수 있습니다. 이러한 포함: 1) 난방 대상 홀더 어셈블리;의 여러 성분의 열 확장 때문에 동안 대상 플레이트의 정렬에 심각한 변화 2) 진단 요소 때문에 발생 하는 문제 (즉,., 폴리머 자필 격자, 및 광학 프로브) 온수 대상 어셈블리;에 너무 가까이 되 고 3) 어디 샘플, 사이 중요 한 공차 레이어 본드, 광 창 및 창; 고온에서 유지 하기 위해 점점 더 어려워 대상 번호판에 대 한 발생 하는 문제 4)의 경우 압축 전단 플레이트 영향 실험, 대상;의 자유 표면에 가로 입자 속도의 측정에 대 한 높은-온도 저항 회절 격자에 대 한 필요성을 결합 그리고 5) 제한 시간 프로필 열 연 화하고 경계 대상 플레이트의 가능성이 저조한 때문 대 측정된 무료 표면 속도의 명백한 해석에 필요한 충격 속도에 부과. 활용 하 여 위에서 언급 한 각 색, 우리는 샘플 온도 범위에서 상용 순수 알루미늄에 역 형상 정상적인 접시 영향 실험의 시리즈에서 결과 제시. 이러한 실험 쇼는 연 소재의 지표 영향된 상태에서 입자 속도 감소 (후 수익률 흐름 스트레스 감소) 샘플 온도 증가 함께.

서론

엔지니어링 응용 프로그램에서 자료는 정적 또는 동적 자연, 변형 및 용융 점 근처에서 배열 하는 온도 대 한 높은 수준의와 결합 될 수 있는 조건의 넓은 범위를 받게 됩니다. 이 열팽창 극단에서 소재 동작이 다를 수 있습니다 크게; 따라서, 거의 세기 동안, 몇 가지 실험 개발 되었습니다 검색 동적 응답 및 소재 동작에서 정권1,2,3 로드 하는 것을 제어 하는 동안의 다른 특성으로 겨냥 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 ,

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프로토콜

1. 샘플 재료 준비를 대상

참고: 다음 프로토콜에서 나중 역방향 기하학 일반 접시 영향 실험에 사용 될 샘플 및 대상 재료 준비에 필요한 단계를 상세하게 됩니다 우리. 이 설치 프로그램에서 전단 플레이트 (또한 샘플), 송탄의 앞에 개최 통해 단일 단계 가스 총 발사 고 가스 총의 대상 상공에 고정 표적 격판덮개에 영향을 줄 게 됩니다. 전형적인 고객 및 대상 플레이트 어셈블리를 다음 프로토콜에서 설명 개요로 그림 1에 표시 됩니다.

  1. 디스크 전단 플레이트 (샘플)로 사용 될 나중에 99.999% 상업 순도 다 알루미늄 막대를 섹션.
    참고:이 높은 온도 일 조각에 잔류 응력을 방지 하기 위하여 저속 톱을 사용 하 여 할 수 있습니다.
  2. 얼굴 고 샘플 디스크 76 m m의 지름 5.6 m m의 두께를 선반에.
  3. 3 개의 equispaced 구멍 나중 송탄에 샘플을 확보 하는 데 사용 됩니다 샘플 디스크에 62 mm 직경 대담한 원에 직경에서 5 m m 드릴.
  4. 샘플의 직경을 통해 약 10 µ m의 평탄도 및 병렬 공차를 달성 하기 위해 샘플 접시의 양쪽 모두를 갈기.
    1. 비교적 굵은 입자 크기 (10-20 μ ....

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결과

82.5 m m 내경, 길이 6 m, 가속 0.8 kg 던진 700 m/s까지 속도를 현재 실험에 사용 되었다 수 CWRU에서 단일 단계 가스 총. 그림 5 CWRU에서 수정된 가스 군 시설 사진을 보여준다. 발사, 이전 사용자 정의 설계 된 송탄 히터 확장 조각, 그림6에서 지 내게 됩니다. 확장 조각 히터-잘 활성화 송탄의 경로 밖으로 이동 하는 저항 코일 히터는 수직을 수행 합니다. 이 히터 코일 전단 플레이트를 원하는 테스트 온도에 진공에서 무료 방사선을 통해 온수를 신의 앞에서 개최 수 있습니다. 송탄 따라서 송탄 신체의 가능한 열 확장 때문에 송탄의 발작에 대 한 위험을 완화 송탄 몸으로 전단 플레이트에서 열 흐름을 완화 하는 동안 온수 전단 플레이트를 수행 하도록 설계 된 사용자 지정입니다. 사용자 지정 송탄 디자인 개요로

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토론

방법 및 프로토콜 제대로 고온에서 역방향 기하학 일반 접시 충격 실험을 수행 하기 위한 절차를 자세한 위의 밝혔다. 이 방법에서는, 우리는 축과 회전의 자유도와 저항 히터 코일 집 케이스 서쪽 예비 대학에서 기존 가스 총의 높은 압력 (불 감 증) 끝에 총 신에 대 한 사용자 지정 수정 확인 합니다. 저항 히터 코일 시스템 발사 전에 얇은 알루미늄 표본을, 근처 (640 ° C), 초과 녹는 온도에 열 히터 저항 송탄의 프런트 엔드에 개최 수 있습니다. 주택 내 열 송탄 함께 적응 히터를 사용 하 여, 온도 상승된 접시 영향 실험 때와 같은 기존의 접근 방식을 활용 하 여 특별 한 실험적인 고려 사항에 대 한 필요 없이 수행 했다 원격에 대 한 필요성 기울기 조정 난방 과정 대상 및 전단 플레이트의 병렬 처리를 유지 하기 위한 실시간 피드백. 전반적으로, 새로운 접근은 크게 전통적인 접근에 비교 될 때 프로토콜 섹션에서 단계의 수를 줄일 수 있습니다.

실험 프로토콜 섹션에서 우리.......

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

저자는 미국 에너지 부 통해는 청 지기 과학 학술 얼라이언스 DOE/NNSA (DE NA0001989와 DE NA0002919)이 연구에서 재정 지원을 인정 하 고 싶습니다. 마지막으로, 저자는 현재와 미래의 수사에 겪고 노력 지원 그들의 협력에 대 한 로스 알라모 스 국립 연구소를 감사 하 고 싶습니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
99.999% 상업적인 순수성 다결정 알루미늄GoodfellowAL007970플라이어 판 (표본)를 위한 물자
H13 공구 강철CWRU의 제작 센터N/A표본 홀더를 위한 물자
해결책 처리 & 나이 Inconel 718 합금고열 금속N/A(1.005/1.015)" Dia x 24", 표적 판
Photoresist S1805를 위한 물자MicroChemN/A홀로그램 격자용 포토레지스트 재료
개발자 CD-26MicroChemN/A홀로그램 격자용 포토레지스트 현상
알루미늄 6063 튜브McMaster-Carr4568T19타겟 어셈블리의 링용 재료
Black Delrin (R) 아세탈 수지 막대 (4-1/2" Dia.)McMaster-Carr8576K81타겟 어셈블리의 Delrin 홀더용 재질
White Delrin (R) 아세탈 수지 막대 (1/4" Dia.)McMaster-Carr8572K51타겟 어셈블리의 Delrin 핀 재질
알루미늄 6061 튜브McMaster-Carr9056K24발사체 어셈블리의 본체 재질
알루미늄 6061 로드McMaster-Carr8974K88발사체 어셈블리의 캡 재질
테프론 시트McMaster-Carr8711K98키
LAVA-FF 재질 - 알루미나 규산염 디스크기술 제품CWR-033116-1
LAVA-FF - 알루미나 규산염 튜브기술 제품ALR11515
알루미나 팬 홈이 있는 헤드 볼트CeramcoA83200PANSLT0.500
409 N70 Buna-N O-ringThe O-ring StoreB70409
Loctite Hysol 9412 adhesiveLoctite83107
High 온도 시멘트OMEGA EngineeringOB-300
Extra fast-set epoxyEllsworth4001
Mylar sheetMcMaster-Carr8567K94

참고문헌

  1. 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).
  2. 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).
  3. Gilat, A., Cheng, C. -S.

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