Name: 폭발 정량화는 홉 킨슨 압력 막대를 사용하여 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 41 s
Description: 배우세요 홉 킨슨 압력 막대를 사용한 폭발 정량화 방법으로 근거리 폭발 사건의 반사 충격파 압력을 측정하는 기술입니다. 이 방법은 공간적·시간적 압력 분포를 정확히 측정하여 폭발 방호 공학 연구에 활용됩니다.

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저자는 출판된 연구에 자금을 지원해 준 국방 과학 기술 연구소에 감사를 표합니다.

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저자는 공개할 것이 없습니다.

저자 위에 설명 된 프로토콜을 사용하는 것이 홉 킨슨 압력 바의 배열을 사용하여 폭약에서 매우 다양한 로딩의 높은 정확도 측정치를 얻을 수 있음을 보여 주었다. 이산 감압 시간 이력을 보간 루틴을 사용하는 것이 가능 약술 수치 모델링 또는 모델의 출력을위한 검증 데이터로서로드 함수로서 직접 사용할 수있다 연속 충격 앞쪽으로 변형 될 수있다. 매립 된 전하를 사용하는 경우 프로토콜 (5)에 설명 된 토양 용기의 제조에 사용되는 방법론은 목표 농도에 도달하도록 설치되어 충분한 에너지 압축을 보장하기 위해 선택되어야한다. 타겟 밀도는 다음에 도달하지 않은 경우는 승강 높이 컴팩의 효율성을 높이기 위해 감소되어야한다. 이전 연구에서 균일 한 토양 유형은 잘 등급 토양 (15)과 실시 시험보다 더 많은 반복 테스트 데이터를 제공하는 것을 알 수있다 </sup&gt;. 저자의 전작 (15)에 설명 된대로 전체 채도의 토양과 테스트는 약간 다른 방법...

폭발물의 출력을 특성화하는 것은 두 (현재 분쟁 지역에서 폭발 장치를 즉석에서 매립형 방어) 군사 및 민간 (구조 구성 요소를 설계), 많은 혜택이 있습니다. 최근에이 주제에 상당한 관심을 받고있다. 수집 된 지식의 대부분은보다 효과적인 보호 구조의 설계를 가능하게 전하의 출력 정량 대상으로하고있다. 여기에 주요 문제는 만든 측정이 높은 충실도의하지 않은 경우 다음이 폭발 사건의 하중 전달의 메커니즘 불분명 남아 있습니다. 이것은 차례로 검증을위한 이러한 측정에 의존하는 수치 모델을 검증하는 문제로 이어집니다. 근접장 용어는 스케일링 거리, Z, 이하 1 ~ M / Z = R / W 1/3, R은 폭발성의 중심으로부터의 거리이다 1/3 kg 미만, W와 폭발을 설명하는 데 사용되는 전하 대량 발현TNT의 등가 질량있다. 이 정권에서로드는 일반적으로 높은 공간 및 시간적으로 비 균일 부하 매우 높은 크기, 특징입니다. 강력한 기기는 이에 근접장 로딩과 관련된 극도의 압력을 측정 할 필요가있다. 스케일 거리 Z에서 &lt;0.4 m는 / 1/3 kg의 폭발 매개 변수를 직접 측정 존재 또는 거의 1이 범위에 대한 반 경험적 예측 데이터가 파라 메트릭 연구에 거의 전적으로 기반 중 하나입니다. 이것은 저자의 의도 된 범위를 벗어나 Kingery 및 Bulmash 2에 의해 주어진 반 경험적 예측을 사용하는 것입니다. 이러한 예측 3,4에 기반 도구가로드의 우수한 일차 추정을 허용하는 동안 그들은 완전히 현재의 연구의 초점이다 근접장 이벤트의 역학을 캡처하지 않습니다. 근거리 폭발 측정이 최근에이은 OUTP을 정량화에 초점을 맞춘매몰 비용에서 유타. 사용 된 방법은 글로벌 임펄스 측정 8-13을 직접 구조 대상 5-7로 인한 변형을 평가 다릅니다. 이러한 방법은 보호 시스템 설계의 검증을위한 유용한 정보를 제공 할 수 있지만 완전히 하중 전달의 메커니즘을 조사 할 수 없습니다. 시험은에 의해 생성되는 등의 매장 깊이를 제어하거나 충격 전면에는 고유의 모양을 보장하지 않습니다 같은 실제적인 이유와 함께, 또는 주변의 풀 스케일 (&gt; 1/4)에 양쪽 실험실 저울 (1/10 풀 스케일)에서 할 수 있습니다 뇌관보다는 베어 요금 (14)의 사용. 매립 전하 토양 조건은 높은 테스트 (15)의 재현성을 보장하기 위해 제어 될 필요가있다. 전하가없는 공기에 배치 또는 매설 여부 독립적 얻어진 폭발 측정에서 가장 근본적인 문제는 계측 deplo 의한 측정의 유효성을 보장하는 것이다YED. 설계된 시험 장치 (16)에 고정 된 &#39;강성&#39;타겟 플레이트는 바의 단부에만 완전히 반영 압력을 기록 할 수 있음을 보장하는 동시에 하다니 홉 킨슨 압력 바 (17) (HPBs)를 보호하기 위해 사용된다. 단단한 목표는 &#39;자유 필드&#39;측정 18-20보다 정확하고 사건보다 반복, 또는이다에서 저자는 이전에 반사 된 압력의 측정을 보여 주었다. 이 판의 형상은 타겟 에지 (21) 주위에 삭제 또는 유동에 의해 생성 된 압력 릴리프 무시할 것이라고 예이다. 이 새로운 시험 장치는 1/4 규모로 건설되고있다. 매장 조건과 폭발물을 통해이 규모 엄격한 제어에서 25mm의 매장 깊이에서 78g으로 축소 5kg의 풀 스케일 충전 크기, 확보 할 수있다.

<table><tbody><tr><td>로드 셀</td><td>RDP</td><td>RSL0960</td><td>이것은 단지 지시적인 것이며, 정확한 로드 셀은 필요한 로딩을 해결할 수 있어야 합니다.</td></tr> 강철 <tr><td>타겟 플레이트 / HPBs</td><td>Garratts&nbsp;</td><td></td><td>주문 제작</td></tr><tr><td>스트레인 게이지</td><td>Kyowa</td><td>KSP-2-120-E4</td><td>강철 HPBs</td></tr><tr><td>Cyanoacrylate</td>와 함께 사용하기 위해 <td>Kyowa</td><td>CC-33-A</td>를 사용하려면 <td>제조업체에 확인하십시오. 사용할 mar 재료에 따라</td></tr><tr><td>디지털 오실로스코프</td><td>TiePie</td><td>HS4 16비트 핸디스코프를 확인하십시오.</td><td>6 전류 테스트에서 병렬로 사용</td></tr><tr><td>Leighton Buzzard 모래</td><td>Garside 모래 Garside</td><td>14/25</td><td>균일한 실리카 모래&nbsp;</td></tr></tbody></table>

폭발 정량화는 홉 킨슨 압력 막대를 사용하여

Blast Quantification Using Hopkinson Pressure Bars

그들은 매우 공격적인 환경을 견딜과 메가 파스칼의 수백까지 압력을 측정 할 수 있어야로 근거리 폭발 하중 측정은 여러 센서 유형에 대한 문제를 제시한다. 이 점에서, 홉 킨슨 압력 바의 단순성은 홉 킨슨 바의 측정 끝이 견딜 수 및 가혹한 조건에 노출되는 동안, 스트레인 게이지가 약간의 거리에 부착 할 수있는 막대에 장착한다는 점에서 큰 장점이있다. 이 보호 틀은 스트레인 게이지를 보호하지만, 측정 수집을 방해하지 않은 이용 될 수있다. 압박 막대의 어레이의 사용은 공지 된 이산 지점에서 압력의 시간 이력을 측정 할 수있다. 이 문서는 또한 관심의 평면에 미 계측 위치에서 압력 - 시간 이력을 유도하는 데 사용되는 보간 루틴을 설명합니다. 현재이 기술은 자유 공기 내의 높은 폭발물의 로딩을 측정하기 위해 사용 된 다양한 토양에 얕게 매장.

실효 적 반응 강성 프레임을 제공 할 필요가있다. 현재는 수백 뉴턴 초 총 부과 된 충격 테스트에서 최소 편향에 저항해야합니다. 사용되는 경질 반응 프레임의 그림은 그림 1에 제시되어있다. 각 프레임에서 50mm 스틸 &#39;수용체&#39;판은 크로스 빔의 바닥에 던져되었습니다. 명시 적으로 요구되지 동안,이로드 셀 / 표적 판 쉽게 고정 가능 콘크리트 빔의면에 추가 보호 기능을 제공한다. 현재 진행 가장 가까운 확장 거리가 0.15 m되었습니다 / 1/3 kg이다. 현재 프레임은 500 Ns를 최대 테스트 및 그림 1a에 도시와 같이 열을 걸친 750mm 깊이 500mm 넓은 빔 500mm 평방 열이되었습니다. 설계에서 중요한 요소가 100mm 두께의 중성 인 타깃 판이고TEE...

이 프로토콜은 Hopkinson 압력 막대를 사용하여 근거리 폭발 이벤트에서 반사된 폭발 하중을 측정하는 방법을 자세히 설명합니다. 반사 경계의 어느 지점에서나 압력-시간 기록을 보간할 수 있으며, 따라서 생성된 하중의 공간적 및 시간적 변화를 완전히 특성화하는 데 사용할 수 있습니다.

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 ...

이 실험의 전반적인 목표는 폭약 근처에서 발생하는 매우 가혹한 환경 내 압력의 공간적 및 시간적 분포를 정확하게 측정하는 것입니다. 이 방법은 가해지는 하중의 정확한 형태와 폭약의 종류 및 형상과 같은 요인들이 가해지는 하중에 어떻게 영향을 미치는지와 같이, 폭발 보호 공학 분야의 핵심 질문들에 대한 답을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 기존의 측정 방식으로는 한계가 있는 압력을 기록할 수 있다는 점입니다.이 방법은 공중 폭발에 대한 통찰을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 매설 또는 수중 폭약과 같은 다른 이벤트에도 적용할 수 있습니다. 당사는 처음에 단일 Hopkinson 압력 바를 사용하여 이 방법의 아이디어를 시험했으며, 데이터를 정확하게 포착하려면 대규모 어레이가 필요하다는 것을 곧 깨달았습니다. 먼저, ConWep과 같은 소프트웨어 분석을 사용하여 테스트 프레임 배치가 생성할 대략적인 최대 충격량을 계산하십시오.매설 전하의 경우, 토양, 폭약 및 타겟 플레이트 사이의 상호작용을 모델링하기 위해 더 고급 수치 기법이 필요하므로 이 과정이 덜 직접적입니다. 테스트 프레임과 로드셀 제작에 관한 세부 사항은 텍스트 프로토콜에 각각 제공되어 있습니다. 분산을 최소화하기 위해 하중이 가해지는 면에 최대한 가깝게 스트레인 게이지가 배치될 Hopkinson 압력봉의 위치를 선택하십시오.이 설정에서는 타겟 플레이트의 두께와 바를 장착하는 데 필요한 조작성으로 인해 게이지가 하중 면으로부터 250 millimeters 떨어진 곳에 설치됩니다. 이 경우 이벤트를 포착하는 데 필요한 계산된 바 반경은 5 millimeters입니다. 구조적 무결성을 손상시키지 않는 범위 내에서 바에 대해 가장 좁은 공간 해상도를 사용하십시오.이 경우, 거리는 25 millimeters입니다. 자세한 내용은 텍스트 프로토콜에 제공되어 있습니다. 우선, cyanoacrylate를 사용하여 반도체 strain gauge를 Hopkinson pressure bars에 부착한 다음, load cells에 부착하십시오.필요한 경우 로드 셀을 사용하여 타겟 플레이트를 견고한 반응 프레임에 맞춥니다. 신호 품질을 높이기 위해 모든 케이블이 적절히 접지되었는지 확인하십시오. 또한 배선은 폭발 구역 외부의 오실로스코프에 연결될 수 있을 만큼 충분히 길어야 합니다.차폐된 와이어라면 충분한 신호를 전달할 수 있어야 합니다. 이제, 바 어셈

blast-quantification-using-hopkinson-pressure-bars

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연구

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공학

소설 충동 세포 가압 실험은 폭발 - 유도 외상성 뇌 손상의 분자 / 세포 메커니즘을 조사하기 위해 Kolsky 바 장치를 사용하여 개발되었습니다.

외상성 뇌 손상 연구를위한 Neuronal 셀의 충동 가압

현재의 연구는 생체 재료 소프트 (뇌, 간, 건, 지방 등)의 축 동적 기계적 응답을 얻기 위해 결합 실험 - 유한 요소 시뮬레이션 방법을 규정하고있다. 때문에 표본의 발생 다축 실험 결과는 생체 재료의 유한 요소 해석의 반복 최적화를 통해 시뮬레이션 할 때 단축 진 응력 - 변형 동작으로 렌더링 된 분할 홉 킨슨 압력 바 시험에서 얻은 돌출.

소프트 생체 재료의 높은 변형 속도 기계 응답을 평가하기위한 결합 실험 - 유한 요소 모델링 방법론

군용 고폭탄의 개발 테스트에는 이론적 계산을 검증하기 위한 소규모 공식화, 안전성 테스트 및 마지막으로 폭발 성능 테스트가 포함됩니다. 이 백서에서는 폭발 속도 및 폭발 압력 측정과 관련된 일반적인 개발 테스트를 공유합니다.

고성능 폭발물의 연구 개발

우리는 1 H의 적용을 도시한다 (15 N을 αγ) 정량적 부피, 표면에 수소 원자의 농도를 평가하고, 고체 물질의 계면 층에 12 개의 C 공진 핵반응 분석 (NRA). 2 /시 (100) 스택 PD (110) 단결정 및 그런가의 표면 근처의 수소 깊이 프로파일 설명한다.

핵 반응 분석과 깊이 프로파일 링을 통해 표면 및 인터페이스 레이어 및 대량 재료의 수소 농도의 정량화

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

이 문서는 기본 폭발 외상 성 뇌 손상의 새로운 모델을 설명합니다. 압축 공기 구동된 충격 튜브는 단일 충격파를 마우스 hippocampal 슬라이스 문화 체 외에 노출 하는 데 사용 됩니다. 이것은 높은 처리량을 가진 재현할 수 뇌 조직 손상 생성 하는 간단 하 고 빠른 프로토콜 이다.

모델을 새로운 시험관에 폭발 외상 성 뇌 손상의

여기에서, 우리는 세포와 조직에 나노 및 마이크로 들여 쓰기 공구로 작동하는 원자력 현미경 검사법 (AFM)를 제시합니다. 이 계측기는 시료의 3D 표면 지형과 세포벽 Young의 계수및 터거 압력을 포함한 기계적 특성을 동시에 수집할 수 있습니다.

식물 세포 및 식물 조직의 기계적 특성 및 터거 압력을 측정하기 위해 원자력 현미경 검사법 사용

우리는 여기에 설치류를위한 폭발파 모델의 프로토콜을 제시하여 경증에서 중등도의 외상성 뇌 손상의 신경 생물학적 및 병리 생리학적 효과를 조사합니다. 우리는 압력 센서가 장착 된 가스 구동식 벤치 탑 설정을 구축하여 폭발로 인한 경증에서 중등도의 외상성 뇌 손상을 안정적이고 재현 가능한 생성이 가능하도록했습니다.

설치류의 폐쇄 머리 경미한 외상성 뇌 손상의 전임상 평가를위한 저강도 폭발파 모델

여기에 제시된 것은 마우스를 사용하여 반복적인 저강도 폭발 노출을 생성하는 방법입니다.

마우스에서 매우 반복적인 낮은 수준의 폭발 노출 모델링

이 프로토콜은 안구, 뇌 및 척수 외상을 포함하여 마우스에서 폐쇄 시스템 중추 신경계(CNS) 손상을 유도하도록 설계된 맞춤형 과압 공기 시스템을 설명합니다. 이 프로토콜의 목표는 연구자들이 고유한 CNS 외상 연구를 위해 시스템을 쉽게 조정하고 확장할 수 있는 프레임워크를 제공하는 것입니다.

국소, 폐쇄 시스템 중추 신경계 손상 시스템

배우세요 홉 킨슨 압력 막대를 사용한 폭발 정량화 방법으로 근거리 폭발 사건의 반사 충격파 압력을 측정하는 기술입니다. 이 방법은 공간적·시간적 압력 분포를 정확히 측정하여 폭발 방호 공학 연구에 활용됩니다.

폭발 정량화는 홉 킨슨 압력 막대를 사용하여

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