Name: 동적 파괴와 분열의 온도 의존성을 공부하는 방법 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 12 s
Description: 학습하세요 가스건 확장 실린더를 이용한 동적 파괴와 분열의 온도 의존성 연구 방법. 레이저 진단과 고속 촬영으로 재료의 파괴 거동을 정밀 분석합니다.

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저자는 원자력 무기 연구소, AWE Plc. (영국) 및 임페리얼 칼리지 런던의 프로젝트에 대한 지속적인 자금 지원과 지원에 감사드립니다.

1. 대상 제조 및 조립 <ol><li> 고체 재고 원하는 치수 기계 대상 실린더. </li><li> 가공 자국을 제거함으로써 실린더 표면을 준비한다. 균일 확산 표면은 PDV 반사하는 것이 바람직하다. 좋은 결과&gt; 1,200 모래와 빛 젖은 샌딩으로 얻어졌다. </li><li> 다음 측정 즉, 대상 성분을 특성화 : 실린더 길이, 직경 (여러 위치에서) 두께 발사체 길이, 직경 둥근 두부 길이, 직경 모든 위의 질량 </li><li> 실린더 장착 링과 PDV 암을 조립합니다. </li><li> 운동 학적 마운트 및 PDV 팔 위에 PDV 프로브를 탑재합니다. </li><li> 둥근 두부의 후방 실린더의 후면과 동일 평면이되도록 목표 실린더 둥근 두부를 넣고 (이것은 워크샵 평면에서 수행되어야한다). &#39;껍질 아에 실린더를 허용하면서 세 M3 나사는 장소에 둥근 두부를 유지하도록 설계확장시 &#39;님. </li><li> 실린더의 입구가 장착 링의 주요면과 수평이되도록 장착 하드웨어에서 대상 실린더를 놓습니다. 6 M4 땅벌레 나사와 장소에 실린더를 고정합니다. </li><li> 실린더 외벽의 길이를 따라 가열 / 냉각 장치 및 채권 열전대를 설치합니다. </li><li> 섬유 청소 천으로 PDV 프로브 섬유의 끝에 FC / APC (페룰 커넥터, 각도 신체 접촉) 커넥터를 청소 및 파이버 스코프에 문의하십시오. 이것은 다시 반사를 감소하는 것이 중요합니다. </li><li> 이들이 실린더에 수직이되도록 대략 프로브 정렬 표시 (660 ㎚) 클래스 3R 레이저를 사용하여 (즉, 반사 된 광은 다시 탐침 빠진다). </li><li> 순환기를 사용하여 기본 반사율 회로를 조립한다. 입력 1 클래스 1 1,550 nm의 레이저를 연결, 입력 2 PDV 프로브 입력 3. 파워 미터는 정렬 PDV 프로브는 다시 돌려 전력이 극대화 될 수 있도록. </li></ol><ol><li> 배럴 플러그와 깊이 마이크로 미터를 사용하여 충격을 최소화하는 기울기 배럴의 단부에 대상 링 정렬. </li><li> 조각 완화 시스템과 도어 보호를 설치합니다. </li><li> 배럴의 대상 정렬 플러그를 놓습니다. </li><li> 대상 어셈블리를 설치하고 플러그에 맞 춥니 다. </li><li> 배럴의 끝에있는 트리거 메이크업 쌍을 설치하고 타이밍 하드웨어 및 진단에 연결합니다. 둥근 두부에 발사체의 충격 트리거와의 접촉으로부터의 거리를 측정한다. </li><li> 고속 사진의 회전 거울을 설치합니다. </li><li> 대상 탱크 포트를 통해 실린더의 직교 뷰를 제공 제자리에 고정하기 위해 거울을 맞 춥니 다. </li><li> 대상 탱크 외부 속도 카메라와 플래시 램프 높은 맞 춥니 다. 배럴 아래를 내려다 보면서, 실린더에 대해 3시에서 고속 카메라와 하나의 플래시 램프를 배치합니다. 9시에서 IVV 카메라를 놓고12시 방향에 다른 플래시 램프. 이 구성에서 고속 카메라는 프론트 라이트 크랙 추적되며 IVV 에지 검출 윤곽 화상을 제공한다. </li><li> 난방 / 대상으로 냉각 장비 및 진공 피드 스루를 연결합니다. </li><li> 주의 : 적절한 안경 및 기타주의 사항으로 클래스 IV 레이저, 오실로스코프 및 PDV 시스템의 전원을 켭니다. </li><li> 확인 된 전력 레벨은 PDV 프로브로 전송된다. PDV 시스템으로, 일반적으로 참조 채널 당 1 mW의 각 프로브에 약 5 mW의를 사용합니다. </li><li> 파워 미터와 PDV 프로브의 정렬을 확인합니다. PDV 프로브 실린더 표면에보고되는 위치 정렬 사용 IR 카드 일단 만족 측정한다. </li><li> 기준 레이저의 전원을 켜고 각 프로브에 의해 주어진 비트 신호의 품질을 확인합니다. 원하는 속도 0의 비트 주파수를 설정하는 레이저 (들)의 파장을 조절 (이 약 5 GHz의 설정). </li><li> 대상 알리에 일단 만족gnment, 트리거 위치, 카메라와 미러 배열, PDV 프로브 정렬 및 위치와 완화 프레임은 대상 탱크를 닫는다. </li><li> 정렬 플러그를 제거; 발사체를 설치합니다. </li><li> 설치 카메라 및 조명 (프레임 속도, 노출, 타이밍) 및 테스트 영상을 수행합니다. 일반적인 프레임 속도는 약 0.5 마이크로 초의 노출, 약 25 프레임 / 모두 카메라에 초입니다. 첫 번째 이미지는 일반적으로 충격 모멘트를 맞추어된다. </li></ol> 3. 발사 준비 <ol><li> 필요한 발사 압력에 적용 할 수있는 포미 다이아 프램을 설치합니다. </li><li> 포미를 닫고 대상 탱크의 대피를 시작합니다. 50 mTorr 이하의 영역에서의 진공 레벨 조준. </li><li> 마지막 모든 진단의 설치 (오실로스코프 지연, 트리거, 카메라 설정 등)을 수행합니다. 부문 당 50 마이크로 초에서 PDV에 대한 설정 오실로스코프는 25 포인트 당 PSEC 20 %의 사전 트리거는 500 마이크로 초 창을 제공합니다. O 트리거scilloscopes 및 카메라되도록 제로 시간은 충돌 시간과 일치한다. </li><li> 최종 트리거 테스트; 체크 타이밍이 정확합니다. </li><li> 레이저를 켜십시오; 팔 카메라. </li><li> 닫기 방; 보장 레이저 고압 연동은 정확한 위치에있다. </li><li> LabVIEW 소프트웨어를 사용하여 필요에 따라 냉 / 난방을 시작합니다. </li><li> 필요한 연소 압력에 총을 충전합니다. </li><li> 압력, 최종 점검을 수행 할 때 모든 진단 시스템은 무장있다. </li><li> 가열 또는 냉각 장치를 분리합니다. </li><li> 카운트 다운 &quot;3, 2, 1 화재.&quot; </li><li> 대상 및 캡처 탱크 벤트. </li><li> 모든 오실로스코프와 카메라 데이터를 저장합니다. </li></ol> 4. 포스트 샷 <ol><li> 레이저를 종료하고 완전히 분위기에 맞춰야하는 건 기다립니다. </li><li> 대상 탱크를 열고 모든 금속 조각을 수집하고 티-6AL-4V을 정렬 할 수 있습니다. </li></ol> 5. 데이터 분석 <ol><li> PDV OS에서 STFT 분석을 수행cilloscope 데이터는 아오와 고언 (12)의 분석에 따라 속도 기록을 줄일 수 있습니다. </li><li> 기기 테이블에서 설명한 바와 같은 소프트웨어 프로세스 고속 촬상 데이터. 고속 카메라 영상이 파단 시간과 변형을 제공하고, 크랙 형성 및 성장 분석을 가능하게 할 것이다. IVV로부터 십자형 이미지는 전체 실린더의 변형 프로파일을 조사 할 명확한 에지를 제공한다. </li><li> 측정 회수 파편의 무게. 이러한 체포 골절과 같은 흥미로운 기능을 가진 조각을 선택하고 현미경을 준비. <ol><li> 섹션 탑재 한 단편을 연마; 다음 전자 현미경으로 분석한다. 전자 후방 산란 회절 골절면에서 프로브 및 고장 모드를 식별하는 이차 전자 영상화 감촉과 함께 미세 대한 정보를 제공한다. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Jones, D. R., Chapman, D. J., Eakins, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+gas+gun+based+technique+for+studying+the+role+of+temperature+in+dynamic+fracture+and+fragmentation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">A gas gun based technique for studying the role of temperature in dynamic fracture and fragmentation.</a> J. Appl. Phys. 114, 173508(2013).</li>
<li>Liao, S. C., Duffy, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adiabatic+shear+bands+in+a+Ti-6Al-4V+titanium+alloy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mech.+Phys.+Solids%22%5BJournal%5D)">Adiabatic shear bands in a Ti-6Al-4V titanium alloy.</a> J. Mech. Phys. Solids. 46 (11), 2201-2231 (1998).</li>
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</ol>

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이 방법은이 디자인에 독특한, ~ 1,000 K에 극저온에서, 넓은 온도 범위에서 인장 하중의 높은 속도로 자료 조사를 할 수 있습니다. 그러나, 이것은 실험 구성 및 실행에 특정 문제를 추가한다. 우선, 둥근 두부 삽입 적절한 재료로 기계 가공 될 필요가 온도 제어를 최적화한다. 임의의 고온 경도 스틸 충분 하겠지만 4340 스틸은, 여기에 사용된다. 전체 확장 드라이브 이제 중합체 발사체로부터 유래 된 바와 같이 유사하게, 이는 본 작업에 기계 등급 폴리 카보네이트 이외의 취성 플라스틱으로 제작 될 필요가있다. 그것은, 삽입과 실린더 사이에 밀접한 기계적 규격을 가지고 좋은 열 접촉을 보장하는 것이 중요하다. 대상 실린더의 열팽창 계수에 가까운 삽입하지 않은 경우주의를 기울여야한다. 예를 들어, 실린더가 t (예컨대, 세라믹)을 저 열팽창으로 취성이면그는 삽입물의 확장은 손상 또는 실린더를 해독 할 수있다. 이 같이 가열 실린더에 열전대를 접합하는 데 사용되는 에폭시가 예...

재료의 동적 실패는 전체 기계적인 행동의 중요한 측면이며, 몇 가지 이름 자동차, 우주 항공, 군사 등 다양한 산업 분야에 관련이있다. 저 변형 속도로 실패가 전형적 고 변형 속도에서 가늘고 긴 시료 단부에서 장력로드되는 통상의 인장 시험을 통해 조사되는 동안 이러한 구조 / 구성을 유지하기 위해 매우 적은 수의 샘플을 필요 테스트를 통해 의사 기계적 균형. 단일 균열의 외관에, 주변 재료를 효과적으로 인접 고장 부위의 발현을 정지, 완화 될 것이다. 이것은 동시에 어느 한 실험에서 관찰 될 수있는 골절의 수를 제한하고, 결정되는 장애 통계에 관한 중요한 정보를 방지한다. 팽창 실린더 테스트 방법을 특성화하기위한 잘 확립 된 기법이다 본초에LS 실패하고 고속 하중 하에서 조각. 시험에서 관심있는 물질로 이루어지는 균일 실린더 벽을 통해 응력 파를 발사하고, 실린더가 확장 일으키는 그 내주면을 따라 로딩된다. 곧이 반경 파가 발산과 원주 주위에 균일 한 인장 후프 응력이 지배하고있다. 스트레스와 변형 속도로 파괴와 분열 행동이 재료의 특성에 의해서만 결정된다 실린더 주위에 동일합니다. 이 검사는 일반적으로 큰 샘플 둘레가 균일 스트레스 1에서 여러 실패 사이트의 개시를 촉진으로 상기 문제를 완화. 이 실험 기술 개발의 주요 목표는 확장 실린더의 파괴와 분열 동작 온도의 역할에 대한 연구를 가능하게하는 것이 었습니다. 샘플의 온도 제어 방법은 동적 인장 강도 조사, 파괴기구, 및 fragm 대해 허용재료의이 정해져있는 동작은 영향을받습니다. 금속의 예를 들어, 온도의 증가는 궁극적으로 실패하기 전에 더 많은 플라스틱 작업을 수용, 연성 파괴에 부서지기 쉬운에서 변화를 일으킬 수 있습니다. 등의 Ti-6AL-4V와 같은 일부 물질은 단열 전단 현지화 (2)를 나타낼 수있다. 샘플이 변형되지만, 플라스틱 작업은 열을 발생시킨다. 이 온도 상승의 결과로서 연화의 속도는 변형 경화 작업의 속도보다 큰 경우, 소성 변형의 다량 매우 국부적 인 밴드 (단열 전단 밴드)에서 발생하는 경우, 불안정성 형성 할 수있다. 이 응답은 인해 가난한 열전도의 Ti-6AL-4V에서 승진하고, 잠재적으로 가벼운 갑옷과 같은 응용 프로그램의 효과를 제한 할 수 있습니다. 이 새로운 테스트 방법은 두 가지 기준을 만족해야합니다. 먼저, 상기 방법은 104 초 -1의 순서에 방사형 변형 속도를 생성해야 일반적 탄도 볼 및영향 이벤트는, 전통적인 로딩 방식을 사용하는 기존의 연구와 비교를 허용합니다. 둘째, 구동기구는 실험 사이의 일관성을 보장하기 위해 시료 온도에 의해 영향을받지 않을 필요가있다. 초기 실린더 확장 메커니즘 중 하나를 단순히 직접 샘플 실린더 3-5을 채우거나 중간 드라이버를 사용하여, 폭발물을 사용했다. 후자의 경우에 버퍼가 샘플을 차례로 폭발성 전하를 포함 강철 실린더 위에 배치되어 6이 사용된다. 명백한 한계는 샘플 실린더 (폭발성의 형태로) 구동 재료를 함유로 실린더를 가열하는 것도 전하을 가열한다는 것이다. 이 직접 전하의 개시를 일으킬 수는 없지만 폭발성 많은 종류의 샘플로부터 실린더 녹아 폴리머 바인더 물질을 함유한다. 냉각 할 때 마찬가지로, 일부 폭발물은 매우 민감한된다. 이 폭발 드라이브 온도 연구에 적합하지 않은 것을 의미한다. 대안방법은 확장 로렌츠 힘을 사용 - 샘플 구동 코일 (7), (8) 위에 위치하는 높은 전류는 시료 중의 대향 전류를 유도,이 구동 코일 (일반적으로 무거운 게이지 구리선)에 주입된다.. 이러한 대향 전류가 서로 작용 자기장, 자기 압력은 내면으로부터 바깥쪽으로 샘플 구동 연관. 또, 재료를 가열하여 샘플 내부에 악영향 구리 구동 코일에 영향을 미칠 것이다. 가스 총은 1970 년대 후반 이후 9 실린더 확장을 위해 사용되어왔다. 이들 실험에서 실린더 내의 삽입을 위해 사용되는 재료는 중합체 드라이브 모두 발사체의 결과로 나오는 변형 및 충격에 삽입된다. 이 인서트는 일반적으로 고무, 플라스틱 또는 10 심각한 온도에 의해 영향을받을 것이다의 강도와 연성이다. 난방은 삽입이 너무 부드러운 것, 및 냉각은 조기에 실패 그래서 부서지기 쉬운 방식으로 행동 할 것입니다. <p c이전 실린더 팽창과는 달리 아가씨 = &quot;jove_content는&quot;&gt; 여기서 설명하는 방법은 고온 (100 ~ 1000 K)의 넓은 범위에 걸쳐 반복 로딩 드라이브를 제공하는 제이다. 우리의 기술은 (우리의 경우 발사체)를 확장 구동에 사용 재료 탄착점까지 실린더로부터 분리되어 있다는 사실에 유일하다. 결과적으로, 샘플 실린더의 초기 온도의 영향을받지 않으며, 반복 하중을 제공한다. 실험 구조는 실린더의 길이를 따라 대략 중간 지점에있는 팁, 목표 실린더 내부에 장착 둥근 두부 강철로 구성되어있다. 하나의 무대 조명 가스 총은 1,000m / sec의 최대 속도로 실린더에 오목면과 폴리 카보네이트 발사체 발사하는 데 사용됩니다 -1. 타겟의 축은 실린더주의 깊게 반복 균일 하중을 용이하게하기 위해 가스 총신의 축에 정렬된다. 포의 영향과 이후의 흐름의사 - 강성 강철 둥근 두부 주위 lycarbonate 발사체는 내부 벽에 팽창 실린더를 구동시킨다. 둥근 두부 삽입과 발사체의 오목면의 형상은 신중 실린더 원하는 팽창을 생성하는 하이드로 코드 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 최적화되었다. 그 힘은 구동기구의 일관성 유지 보장 관심 온도 범위에서 폴리 카보네이트 발사체보다 훨씬 높을수록 둥근 두부에 대한 4340 합금강을 사용하여 실린더 온도와 실험을 가능하게한다. 가열 및 냉각 실험으로부터 회수 Ogives에만 영향의 결과로서 최소 변형을 나타낸다. 샘플 실린더의 가열 및 냉각은 둥근 두부 인서트의 배면에 가공 된 홈에 온도 제어 하드웨어를 설치함으로써 달성된다. 저온 (100 ~ K)에 샘플을 냉각 들어 둥근 두부의 오목 알루미​​늄 캡으로 밀​​봉하고, 액체 질소는 F이다공동 통해 lowed. 목표 실린더 같이 샘플을 통해 전도 냉각 둥근 두부와 넓은 접촉 면적을 가지고있다. 1000 K의 온도에 접근하는 목표 실린더를 가열하기 위해, 세라믹 및 니크롬 저항 히터는 둥근 두부 오목 부에 배치된다. 고전류 전원은 둥근 두부와 실린더를 가열, 1 kW의 최대 제공한다. 실린더와 둥근 두부 열적 타겟으로부터 절연되어 MACOR은 세라믹 스페이서를 사용하여 단일 스테이지 가스 총 탑재. 탱크는 또한 열 조작 에이즈 실험 기간 동안 적당한 진공 (&lt;0.5 토르)에서 개최됩니다. 실린더의 분열 과정을 진단하기 위해, 실험 설계는 실린더 따라 지점에서 팽창 속도를 측정하기 위해, 주파수 변환 PDV의 다중 채널을 포함한다. PDV는 매우 동적 이벤트 동안 표면 속도의 측정을 가능하게하는 비교적 새로운 11, 광섬유 간섭계 기반 기법. PDV 측정 중에 도플러 광이 움직이는 표면의 속도에 직접적으로 비례 비트 주파수를 생성 않은 시프트 광과 결합되어 광섬유 프로브를 사용하여 관심의 이동 표면으로부터 반사 시프트. 기본적으로, 시스템은 PDV GHz의 범위에서 기록 비트 주파수에 근적외선 (1550 ㎚) 통신 기술의 진보를 이용하여 빠른 켈슨 간섭계이다. 현재 연구에서 사용 100mm 초점 거리 PDV 프로브 용 장착 시스템은 실린더의 온도에서 분리 손쉽게 정렬을 제공되는 것을 보장한다. 초점 거리 100mm의 프로브를 사용하는 추가의 이점은 전체 실린더의 확장 프로파일을 측정하기위한 고속 촬영을 할 수 있도록 충분히 광학적 액세스를 제공한다는 것이다. . 실린더를 따라 네 개의 프로브, AD의 배열 및 위치는,도 1에 도시 된 두 개의 고속 카메라는 여기에 사용된다; 고속 비디오 카메라 팬텀 V16.10 24 이미지를 캡처, 25 FPS와 IVV UHSi 12/24 프레임 카메라에서 작동. IVV 카메라 실린더 정확하게 추적 할 실린더의 반경 방향 팽창을 가능 가장자리 실루엣 점등되도록 백라이트. 팬텀 카메라가 고장 시작과 분열 과정을 영상화 조명 앞입니다. 고속 그래피는 전체 샘플을 따라 변형하고 변형 속도를 수득 속도계와 상관 될 수있다. 고속 이미징은 또한 실패 균주의 정확한 측정 및 표면을 따라 균열 패턴을 허용한다. 다음 프로토콜 부분에 제시된 실험 기법은 다른 파괴 메카니즘을 활성화하거나 억제 할 수 있음을 통해 팽창 실린더 실험에서 샘플 온도를 제어하는​​ 수단을 제공한다. 이 기술은 동적 로딩 시나리오에서 온도의 역할에 대한보다 포괄적 인 이해로 이어질 것입니다.

<table><tbody><tr><td>1,550 nm CW 레이저</td><td>NKT Photonics</td><td>Koheras Adjustik</td><td>x 2</td></tr><tr><td>1,550 nm 전력 증폭기</td><td>NKT Photonics</td><td>Koheras Boostik HPA</td><td></td></tr><tr><td>지연 발생기</td><td>Quantum Composers</td><td>9500+ 디지털 지연 펄스 발생기</td><td>8 출력 버전</td></tr><tr><td>Stanford Research Systems</td><td>DG535 디지털 지연 발생기</td><td></td><td></td></tr><tr><td>16 채널 디지타이저</td><td>Agilent Technologies</td><td>U1056B 섀시 + 4 x U1063A 디지타이저</td><td></td></tr><tr><td>고대역폭 오실로스코프</td><td>Teledyne LeCroy</td><td>WaveMaster 816Zi-A</td><td>확장 속도, Gen 3 PDV</td></tr><tr><td>Tektronix</td><td>DPO71604C</td><td>발사체 속도, Gen 1 PDV</td><td></td></tr><tr><td>고속 이미징 시스템</td><td>비전 리서치</td><td>팬텀 v16.10</td><td></td></tr><tr><td>인비저블 비전</td><td>IVV UHSi-24</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zeiss Optics</td><td>Planar T* 1,4/85</td><td>85 mm 프라임 렌즈</td><td></td></tr><tr><td>Nikon</td><td>AF-S Nikkor 70-200 mm f/2.8 ED VR II</td><td>70-200 mm 망원 렌즈</td><td></td></tr><tr><td>플래시 램프</td><td>Bowens</td><td>Gemini Pro 1500 W</td><td>x 2</td></tr><tr><td>PDV 프로브</td><td>레이저 2000</td><td>LPF-04-1550-9/125-S-21.5-100-4.5AS-60-3A-3-3</td><td>x 4 (맞춤 주문)</td></tr><tr><td>PDV 시스템</td><td>Institute of Shock에서 자체 제작 Physics</td><td>Custom Build</td><td>3rd Generation (Upshifted) 8 채널 휴대용 PDV 시스템</td></tr><tr><td>제어 소프트웨어</td><td>National Instruments</td><td>LabVIEW 2013</td><td></td></tr><tr><td>가열용 제어 하드웨어</td><td>National Instruments</td><td>NI-DAQ 6009 USB</td><td></td></tr><tr><td>히팅 전원 공급 장치</td><td>BK Precision</td><td>BK1900</td><td></td></tr><tr><td>열전대 로거</td><td>Pico Technology</td><td>TC-08</td><td></td></tr><tr><td>100mm 단일 스테이지 경량 가스 총</td><td>Physics Applications, Inc. (PAI)</td><td>~2kg 발사체로 최소 1,000m/sec가 가능한</td> <td>맞춤형 빌드</td></tr><tr><td>이미지 분석 소프트웨어</td><td>National Institutes of Health</td><td>ImageJ</td><td>오픈 소스, 무료</td></tr><tr><td>이미지 분석 소프트웨어</td><td>Mathworks</td><td>MATLAB r2014a</td><td>이미지 처리 도구 상자 재료</td></tr><tr><td>단면 톱</td> <td>포함Struers</td><td>Accutom-50</td><td></td></tr><tr><td>전자 현미경</td><td>Zeiss</td><td>Auriga</td><td></td></tr><tr><td>전자 후방 산란 회절</td><td>Bruker</td><td>e-Flash 1000</td><td></td></tr><tr><td>EBSD 소프트웨어</td><td>Bruker</td><td>eSprit</td><td></td></tr></tbody></table>

동적 파괴와 분열의 온도 의존성을 공부하는 방법

A Method for Studying the Temperature Dependence of Dynamic Fracture and Fragmentation

본체의 동적 파괴는 전형적 샘플 균일 응력과 변형률 속도에 따라 변형 된 간략화 된 조건 하에서 조사 말기 현상이다. 이것은 균일 실린더의 내면을 로딩하여 제조 할 수있다. 실린더가 팽창으로 인해 축 대칭으로, 벽은 원주 주위에 균일 인장 후프 스트레스에 배치됩니다. 폭발물, 전자기 구동 등이 확장을 생성하도록 다양한 기법, 기존 가스 총 기법들이 있지만 이들은 모든 샘플 실린더 실온에서해야한다는 사실에 한정된다. 우리는 일관되고 반복로드 150 K, K 800에서 실린더에 실험을 용이하게하는 가스 총을 사용하는 새로운 방법을 제시한다. 이러한 높은 진단 실험 파괴 실패에 대한 책임 메커니즘 단편화 통계에 미치는 영향에 대한 결과적인 온도의 영향을 조사하기 위해 사용된다. 실험 형상 채용강철 둥근 두부는 중간에 대해있는 팁, 목표 실린더 내부에 위치. 하나의 무대 조명 가스 총 다음 1,000m / sec의 실린더에 폴리 카보네이트 발사체 발사하는 데 사용됩니다 -1. 발사체 영향 및 내부에서 시료 실린더를 구동 강성 둥근 두부 주위를 흐른다. 비 변형 둥근 두부 인서트의 사용은 우리가 실린더의 후방 내부에 온도 제어 하드웨어를 설치할 수있다. 액체 질소 (LN 2) 냉각 및 가열 저항 높은 전류 부하에 사용됩니다. 고속 이미징이 실패 변형을 측정하는데 사용되는 반면 상향 변속 광자 도플러 속도계 (PDV)의 복수의 채널은, 컴퓨터 시뮬레이션에 직접적인 비교를 가능 실린더를 따라 팽창 속도를 추적. 회수 된 실린더 조각은 실패 메커니즘을 확인하기 광학 및 전자 현미경이 적용됩니다.

데이터의 품질은 우선 실험 타이밍에 의존 할 것이다. 트리거로부터의 지연에 영향이 올 경우, 플래시 램프는 선명한 이미지를 생성하기 위해 고속 카메라를 가능 목표 실린더가 변형하기 시작할 때 충분한 광을 생성 할 것이다. 이 경우, 프레이밍 카메라에서 이미지 전체 실린더의 변형을 추적하는 데 사용될 수 명확한 윤곽 엣지를 가질 것이다. 이러한 ImageJ에 같은 소프트웨어는도 2와 같이 화상을, 각 프레임에 대한 데이터 라인 아웃 추출하는데 사용될 수있다. 이상적으로 PDV는 ~ 100 마이크로 초에 대한 팽창 속도를 추적 할 수있을 것이며,이 실린더의 표면 조도에 의존하며 프로브의 정렬. 주어진 실험 PDV 및 라인 출력 데이터는 하나의 이미지로부터 PDV 알려진 4 점을 사용하여 서로에 대해 검증 할 수있다. 이 조합으로 실린더의 길이를 따라 임의의 지점에서의 반경 또는 직경 균주의 정확한 척도 일 수있다추출 하였다. 150 K 및 800 K. 우리는 냉각 실린더 피크 속도 후의 이하 감속을 ...

파괴와 파편화는 동적 하중 시나리오의 후기 단계 현상이며 일반적으로 폭발물을 사용하여 연구됩니다. 우리는 적재 속도와 시료 온도를 모두 제어할 수 있는 가스 건을 사용하여 팽창을 구동하는 기술을 제시합니다.

The dynamic fracture of a body is a late-stage phenomenon typically studied under simplified conditions, in which a sample is deformed under uniform ...

다음 실험의 목적은 다양한 초기 시료 온도 범위에서 고변형률 인장 하중 하에 재료의 동적 파괴 및 파편화를 연구하기 위한 방법을 개발하는 것입니다. 이는 가스건으로 구동되는 확장 실린더 기하학적 구조를 통해 구현되며, 시료는 온도 제어 장치인 강철 O-링 형태의 삽입물이 포함된 중공 실린더 형태를 취합니다. 두 번째 단계로, 타겟 실린더를 가스건 총열 끝에 정렬하여 장착하고, 실린더를 따라 여러 지점에서 확장 속도를 측정하기 위해 레이저 기반의 대칭 진단 장치를 설치하며, 파괴의 시작과 성장을 추적하기 위해 고속 이미징을 사용합니다.다음으로, 실린더를 원하는 온도로 맞춘 후 폴리카보네이트 발사체를 타겟으로 발사합니다. 발사체와 OJ 인서트 사이에서 발생하는 충격으로 인해 폴리카보네이트가 외부로 흐르며 실린더의 균일한 반경 방향 팽창을 유도하고, 이는 원주 방향으로 인장 응력 상태를 형성합니다. 이후 벨라 대칭(vela symmetry) 및 고속 이미징을 통해 온도에 따른 재료의 변형 파괴 및 파쇄 특성을 결정할 수 있으며, 파편 분석을 통해 파괴 메커니즘을 확인할 수 있습니다.이 기술이 고전적인 winter 기법이나 폭약 사용 또는 인장 split Hopkinson bar와 같은 다른 기존 방법들에 비해 갖는 주요 장점은, 하중이나 시편의 변형률 속도와 같은 실험적 요인에 영향을 주지 않으면서 초기 시편 온도의 영향을 연구할 수 있다는 것입니다. Ti-6Al-4V(티타늄-6% 알루미늄-4% 바나듐 중량 퍼센트) 티타늄 합금으로 가공된 타겟 실린더를 준비하며 실험을 시작합니다. 실린더의 길이는 150 mm, 내경은 50 mm, 벽 두께는 4 mm입니다.표면 마무리는 가공 흔적이 없어야 하며, 포톤 도플러 속도 측정법(photon doppler velocimetry)에 사용할 수 있도록 약간 확산된 상태로 유지해야 합니다. 이어서 실린더를 따라 열전대를 접합하십시오. 타겟 조립을 시작합니다. 먼저 OJ 인서트를 실린더 후면에 배치하고 그랩 나사(grab screws)로 고정합니다.다음으로, 실린더와 O-링 어셈블리를 마운팅 슬리브에 넣습니다. 무두 볼트로 이를 고정합니다. 이 시점에서 가열 또는 냉각 장치를 설치합니다.본 실험을 위해, O jive 인서트 후면에 마이크로 저항 부하를 배치하십시오. 여기는 실린더를 따라 온도를 측정할 수 있도록 열전대를 배치하고 프로브의 대칭성을 확인한 최종 조립 상태입니다. 비교를

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공학

우리는 진짜 핵 연료 클 래 딩, 실험 제시 하 고 억제 물질이 빛남 분광학 및 열 분석에 의해 그들의 행동을 공부 하는 동안 3000 K 이상 온도에 열 하는 레이저. 이러한 실험 시뮬레이션 실험실 규모, 용암 상 원자로 코어 붕괴 다음의 형성.

레이저 열 및 빛 분석 조건에서 핵 물질의 연구에 대 한 원자력 발전소 사고 시뮬레이션

이 원고는 프로토콜 표준 서보 유압 프레임에 장착 된 계측된 설비를 사용 하 여 hip 구성에 옆으로을에 시험 시체 인접 femora 골절을 선물이. 9 디지털된 신호 세력, 순간, 및 2 개의 고속 비디오 스트림 함께 변위 테스트 중 획득 됩니다.

방법 및 대 퇴 골절 옆으로을-에서--엉덩이 위치에서 테스트를 위해 계측된 설비

이 프로토콜에서 대 퇴 골 표면 긴장 골절 디지털 이미지 상호 관계 기술을 사용 하 여 테스트 하는 동안에 견적 된다. 방법의 참신 대 퇴 골 표면, 신중 하 게 지정 된 조명, 고속 비디오 캡처 및 스트레인 계산에 대 한 디지털 이미지 상호 관계 분석에 높은 대비 확률적 얼룩 패턴의 응용 프로그램을 포함 한다.

방법 골절 디지털 이미지 상관 관계를 사용 하 여 테스트 하는 동안 싱가포르로 대 퇴 골 피 질 긴장을 예상

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.

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

여기, 우리 현재 금속 유리 구조 변환의 전 situ와 현장에서 조사를 설명 하는 프로토콜. 우리 hyperfine 상호 작용을 검사 하는 핵 기반 분석 방법 채택. 우리 Mössbauer 분 광 분석의 적용 및 온도 제어 실험 동안 싱크 로트 론 방사선의 핵 전달 분산을 보여 줍니다.

전 Situ 수사 현장에서 구조 변환 방법: 금속 유리의 결정 화의 경우

프로토콜의 목표를 일관 된 골절 골절 생성 매개 변수를 최적화 하는 것입니다. 이 프로토콜은 뼈 크기와 동물 사이 존재할 수 있는 형태 변화에 대 한 계정. 또한, 비용 효과적인, 조정 가능한 분쇄 장치 설명 되어 있습니다.

골절 기구 디자인 및 설치류에서 폐쇄 안정 골절에 대 한 프로토콜 최적화

Microstructurally 작은 피로 균열 성장 동작 하위 곡물 수준에서 누적 변형 필드 공개 균열 성장 속도 측정 및 스트레인 필드 분석을 결합 하 여 비 발한 방법론 접근을 사용 하 여 조사입니다.

전체 필드 스트레인 측정 Microstructurally 작은 피로 균열 전파 디지털 이미지 상관 관계 메서드를 사용 하 여

이 프로토콜은 시각화되고 일정한 부피가 나는 가스 고체 커플링 테스트 시스템을 사용하여 연탄 샘플을 준비하고 상이한 CO2 압력에서 연탄으로 공축 압축 실험을 수행하는 방법을 보여줍니다. 또한 CO2 흡착에 의해 유발되는 석탄의 물리적 및 기계적 특성의 변화를 조사하는 것을 목표로합니다.

시각화되고 일정한 부피의가스 고체 커플링 테스트 시스템을 사용하여 CO 2-베어링 석탄을 사용한 축축한 압축 실험

이 연구에서는 접착 조인트 평가 테스트 중 균열 전파 및 기계적 거동을 모니터링하기 위해 기계 발광(ML) 시각화를 사용하는 방법을 설명하는 프로토콜을 제시합니다.

공동 평가를 위한 균열 전파의 기계발광 시각화

Y자형 절단은 부드러운 재료의 파괴 관련 길이 스케일과 에너지를 측정합니다. 이전 장치는 벤치탑 측정을 위해 설계되었습니다. 이 프로토콜은 설정을 수평으로 향하게 하고 광학 현미경을 통해 현장 보기와 고장 정량화에 필요한 미세 위치 지정 기능을 제공하는 장치의 제조 및 사용을 설명합니다.

현미경 장착 Y자형 절단 테스트 수행

학습하세요 가스건 확장 실린더를 이용한 동적 파괴와 분열의 온도 의존성 연구 방법. 레이저 진단과 고속 촬영으로 재료의 파괴 거동을 정밀 분석합니다.

동적 파괴와 분열의 온도 의존성을 공부하는 방법

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