Name: 상승 된 온도 정상 고 불 감 증-엔드 송탄 히터 시스템을 통해 압력 전단 플레이트 영향 실험 결합 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-07T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 52 s
Description: 학습하세요 고온 역방향 정상 플레이트 충격 및 압력-전단 실험 방법을 통해 금속의 동적 전단 저항을 측정하는 기술을. 저항 코일 히터를 활용한 이 프로토콜은 재료 특성화 연구에 활용됩니다.

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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.

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.
<ol><li>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.</li>
	<li>얼굴 고 샘플 디스크 76 m m의 지름 5.6 m m의 두께를 선반에.</li>
	<li>3 개의 equispaced 구멍 나중 송탄에 샘플을 확보 하는 데 사용 됩니다 샘플 디스크에 62 mm 직경 대담한 원에 직경에서 5 m m 드릴.</li>
	<li>샘플의 직경을 통해 약 10 µ m의 평탄도 및 병렬 공차를 달성 하기 위해 샘플 접시의 양쪽 모두를 갈기.<ol>
<li>비교적 굵은 입자 크기 (10-20 μ m)와 상업 연마 기계를 사용 하 여 샘플 접시 표면에 거친 무릎을 수행 합니다. 참고: 무게 쌓인된 표면도 둔 한 회색, 디스크의 직경에 걸쳐 균일성을 나타내는 도달할 때까지이 단계에서 추가할 수 있습니다.</li>
		<li>신중 하 게 쌓인된 샘플 모든 잔여 입자와 미네랄 오일 제거를 에탄올을 사용 하 여 청소. 그런 다음, 사용 1 µ m 다이아몬드 연마 천으로 샘플 접시의 두 표면 폴란드어.</li>
		<li>16녹색 단색 광원의 표면 접촉 광학 평면을 통해 가벼운 밴드를 관찰 하 여 샘플의 평탄도 확인 합니다. 참고: 샘플의 표면에 빛 밴드의 곡률을 관찰 하거나 그림 2와 같이 직경에 걸쳐 밴드의 수를 계산 하 여 평탄도 측정할 수 있습니다.<ol>
<li>3 불이 밴드 다음 단계로 이동에 이하의 약 2 µ m. 그렇지 않으면, 반복 단계 1.4.1-3 빛 밴드까지 또는 더 나은 1.4.3 평탄도 달성 나타내는 샘플 직경에 걸쳐 볼 수 있습니다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>1.1-1.3 조작 대상 번호판을 단계를 반복 합니다. 강 수 강화 (고 강도) 합금 막대 (자료 테이블) 디스크에 section 고이 25 m m의 직경 및 두께 7 m m의 기계. 마지막으로, 약 10 µ m에 플랫 하 게 양쪽 모두 갈아.<ol>
<li>두 표면 대상 플레이트의 표면도 둔 한 회색 외관을 달성 때까지 미네랄 오일에 15 µ m 알 루미나 분말을 사용 하 여 연마 기계에 무릎 참고: 다이아몬드 슬러리의 동등한 입자 크기는 더 빠른 제거 속도, 그리고 더 나은 표면 reflectively 달성 하기 위해 사용할 수 있습니다. 또한, 무게를 사용할 수 있습니다.</li>
		<li>1.4.2 단계를 반복 합니다.</li>
		<li>1.4.3 단계를 반복 하 여 대상 플레이트의 평탄도 확인 합니다. 1 가벼운 밴드 또는 관찰 되는 경우 다음 단계를 진행 합니다. 그렇지 않으면, 단계 1.4.1-1.4.3 1 빛 밴드 또는 더 나은 얻을 때까지 반복 합니다. 자필 격자 필요한 경우, 단계 1.5.4, 1.6 단계로 건너뛰고 그렇지 않으면 진행 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>알루미늄 링을 조작 하 1.1-1.3 단계에서 설명한 대로 비슷한 절차를 사용 합니다.<ol>
<li>섹션 41 m m와 32 m m, 외부 및 내부 직경 알루미늄 관을 각각, 반지로 하 고 7 m m의 두께를 양쪽 얼굴.</li>
		<li>6 3 m m 직경 슬롯 equispaced 34.5 m m 직경 볼트 원에 드릴. 이 나중 집 6 전압 바이어스 구리 핀, 기울기 측정 영향에서 만들 수 있도록 합니다.</li>
		<li>갈기, 무릎, 청소, 및 1.4 단계에 자세히 설명 하는 절차를 사용 하 여 알루미늄 링의 두 표면 폴란드어.</li>
	</ol>
</li>
	<li>그림 3에서 보듯이 장비 확보 아파트에 2 부분 에폭시 혼합물을 사용 하 여 알루미늄 반지 플랫 대상 접시를 준수 합니다. 실 온에서 하룻밤 치료 에폭시를 허용 합니다. 참고: 두 부분 부드럽게 손으로 대상과 반지에 적용된 압력 방지 에폭시 바깥쪽 유출 되도록 강화는 3 개의 나사를 사용 하 여 편평한 강철 단계로 장악 된다.<ol>
<li>방사형 슬롯에서 또는 아세톤을 사용 하 여 격판덮개의 표면에서 모든 왼쪽 위에 접착제를 제거 합니다.</li>
		<li>POM 반지에 대상 플레이트/알루미늄 링 어셈블리를 삽입 합니다. 참고: POM 디스크 것입니다 나중에 장착할-총 신 내에서 시험 자료의 맞춤 회전의 자유도와 대상 소유자에 게 허용.</li>
		<li>치 어 링의 내부 단계에 6 개의 방사형 슬롯의 위치를 표시 하 고 표시 된 위치에서 6 두께 통해 구멍을 드릴.</li>
		<li>섹션 6 구리 핀 15 AWG의 스풀에서 나 멜 구리 와이어의 길이와 ~ 50 m m 2 그들의 제거 나 멜된 절연 레이어. 대칭 패턴에 슬롯에 핀을 눌러: 두 개의 접지 핀의 반대 위치에 배치 됩니다. 슬롯을 통해 핀을 밀어 하 고 약 2 m m 링의 표면에서 바깥쪽으로 튀어나와 둡니다. 참고: 핀 기울기 각도 측정에 사용 되 고 트리거 신호를 제공 합니다.</li>
		<li>벤 트-빠른 설정 추가 에폭시를 사용 하 여 치 어 링의 뒤쪽 표면에 구리 핀의 끝을 준수 합니다.</li>
		<li>낮은 점도 두 부분 에폭시 혼합물을 사용 하 여 알루미늄 링과 치 어 링의 내부 벽 사이의 간격을 밀봉 하기 위하여. 실 온에서 하룻밤 치료 에폭시를 허용 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>구리 핀 알루미늄 링의 표면에서 튀어나온 2mm 초과 제거 합니다. 첫 번째 섹션 초과 로터리 도구, 핀 고 알루미늄 링의 표면에 플러시 핀은 거의 때까지 젖은 300 모래 모래 종이 사용 하 여 표면 남은 다음 모래.<ol>
<li>무릎, 깨끗 하 고 1.4.1-1.4.3 단계를 반복 하 여 전체 어셈블리를 폴란드어. 2-3 빛 밴드 내에서 플랫 하 게 전체 쌓인된 어셈블리 인지 확인 합니다.</li>
		<li>치 어 링의 뒤 표면에 6 개의 구리 핀의 끝을 납땜 하 고 4 개의 6.35 m m 직경 POM 핀을 사용 하 여 대상 소유자에 게 치 어 링을 탑재.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 어셈블리의 사용자 지정 열 송탄
<ol><li>그림 4에 표시 된 내 열 송탄에 대 한 어셈블리 구성 요소를 수집 합니다.</li>
	<li>알루미늄 캡의 하단 끝에 아이 연결 하 고 안전한 씰링 링 및 PTFE는 뚜껑의 홈에 키. 참고: 키를 링 기울기와 총 신 아래 그것의 여행 동안 송탄의 회전을 방지 하기 위해 사용 됩니다.<ol>
<li>모자의 바닥에 구멍을 통해 열 커플 와이어를 당겨 하 고 커넥터에 온도 커플 와이어를 확보.</li>
	</ol>
</li>
	<li>백 엔드에서, 그리고 완벽 하 게 해 고 알 루미나 규 산 염 용암 바위 튜브 2 부분 빠른 설정 에폭시를 사용 하 여 알루미늄 튜브의 프런트 엔드에 모자를 준수 합니다.</li>
	<li>76.2 m m 직경 H13 도구-강철 합금 샘플 홀더 구멍을 통해 열 몇 프로브를 당겨.</li>
	<li>높은 온도 시멘트, 또는 동등한 높은 온도 접착제를 사용 하 여 용암 튜브의 프런트 엔드에 H13 샘플 홀더를 준수 합니다.</li>
	<li>25 m m 직경 및 3mm 두께 용암 디스크 H13 소유자의 내부를 통해 두께 19 m m 직경 동심 구멍 위에 앉아 주위 높은 온도 시멘트를 적용 됩니다. 실 온에서 건조 하룻밤 고온 시멘트를 허용 합니다.</li>
	<li>H13 샘플 홀더 3 알 루미나 나사를 사용 하 여 샘플을 확보 하 고 샘플의 평탄도 1.4.3에 설명 된 프로토콜을 사용 하 여 변경 되지 않습니다 확인 합니다.</li>
</ol>3. 가스 군 내에서 시험 자료의 조립
<ol><li>샘플 및 이소프로필 알콜으로 대상의 앞 표면을 청소 하 고 테이프 각각의 표면에 첫번째 표면 거울을 사용 하 여.</li>
	<li>나사는 압출 막대 위의 총 챔버 내에 미치는 영향, 배럴 및 정밀 광학 프리즘 무대에 들고 프리즘 홀더 연결에 3 축 모션 스테이지를 조입니다.</li>
	<li>총 신을 통해 밧줄을 당겨 하 고 알루미늄 뚜껑에 아이 통해 송탄에 밧줄을 첨부.</li>
	<li>송탄 총 신에 영향 챔버 쪽으로 직면 하는 샘플 놓고 직면 샘플 대상 챔버로 대상 홀더 어셈블리를 놓습니다.</li>
	<li>대상에 첫번째 표면 거울 샘플에 첫번째 표면 거울에 맞춰질 때까지 4 치 위치 핀을 조정 하 여 대상의 위치를 맞춥니다.<ol>
<li>확산 전구와 반사 거울을 사용 하 여 샘플 및 대상 판 사이의 병렬 처리의 거친 맞춤을 수행 합니다. 전구의 단일 연속 반사 이미지 모든 맞춤 프리즘에 표면에서 볼 수 있습니다 때까지 무대를 조정 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>자동-겨냥 틀24 를 사용 하 여 잘 맞춤을 달성 하기 위해.<ol>
<li>십자가 프리즘의 뒤 표면에서의 반사 이미지 샘플에 첫번째 표면 거울에서 반영 하는 이미지에 맞춰질 때까지 무대를 조정 합니다.</li>
		<li>십자가 프리즘의 뒤 표면에서의 반사 이미지 대상에 첫번째 표면 거울에서 반영 하는 이미지에 맞춰질 때까지 대상 소유자 위치 나사를 설정 하 여 대상 어셈블리를 조정 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>샘플 및 대상에서 첫번째 표면 거울을 제거 합니다. 또한 반사 거울, 프리즘, 프리즘 홀더 및 조정 단계 영향 약 실에서 제거 합니다.</li>
	<li>가스 총, 밧줄을 사용 하 여 불 감 증 끝에 송탄을 당겨 한 다음 뚜껑에서 밧줄을 제거.</li>
	<li>두고 ~ 2.5 m m 송탄과 히터 머리 사이 거리 고 따라 불 감 증으로 송탄의 허리 움직임을 방지 스크류의 길이 조정.</li>
	<li>열 몇 온도 진단 모니터에 연결 합니다. 참고: 온도 모니터 끝에 열 몇 와이어 넣어 왔다 총 신 내부는 피드스루를 사용 하 여 진공 파이프를 통해.</li>
</ol>4. 배열 및 레이저 기반 진단의 맞춤
<ol><li>Focuser 프로브 홀더 뒷면에 두 개의 스레드 앵커 구멍에 넣어. 입사 빔 각도 변경 하려면 자유 있도록 POM를 도달할 때까지 앵커를 통해 2 개의 나사를 조입니다.<ol>
<li>Focuser 프로브 홀더 밑면에 두께 통해 구멍을 드릴 및 스레드 원통형 자석에 보안.</li>
		<li>알루미늄 튜브를 통해 광섬유 focuser 프로브를 당겨 하 고 여분의 빠른 세트 에폭시 프로브 헤드와 알루미늄 튜브의 팁을 적용 하 여 알루미늄 튜브에 프로브를 접착제. 앞으로로 프로브 헤드, 튜브에 밀어 하지만 에폭시에서 프로브 렌즈를 두고 있는지 확인 하십시오. 빠른 설정 추가 에폭시 경화 될 때까지 기다립니다.</li>
		<li>모든 섬유 광학 NDI/TDI 간섭계31, 광학 focuser를 연결 하 고 대상의 후방 표면 쪽으로 목표로 하는 대상 소유자 focuser 어셈블리를 놓습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>레이저를 켜고, 2W 븀 파이버 레이저, 0.2-0.4 결합 하는 경우에 파워. 다음, 적절 한 빛 커플링 달성 때까지 인수 신호 최적화 focuser 어셈블리에 연결 된 나사를 사용 하 여 focuser 프로브의 위치를 조정 합니다.</li>
	<li>가변 비율 커플러 오실로스코프에 표시 된 신호 최적화 될 때까지 참조 및 도플러 이동 빛의 강도 일치 하도록 조정 합니다. 참고: 가로 모션 진단은 필요한 경우를 참조 하십시오 단계 4.5 4.6.</li>
	<li>POM focuser 소유자의 뒷면에 두 개의 스레드 앵커 구멍에 넣어 하 고 그들은 터치는 치 어 때까지 다음 앵커를 통해 두 개의 나사를 조이십시오.<ol>
<li>Focuser 프로브 홀더 밑면에 두께 통해 구멍을 드릴 및 스레드 원통형 자석에 보안.</li>
		<li>알루미늄 튜브를 통해 섬유 광학 겨냥 틀 프로브를 당겨 하 고 여분의 빠른 세트 에폭시 프로브 헤드와 알루미늄 튜브의 팁을 적용 하 여 알루미늄 튜브에 프로브를 접착제. 앞으로로 프로브 헤드, 튜브에 밀어 하지만 에폭시에서 프로브 렌즈를 두고 있는지 확인 하십시오. 빠른 설정 추가 에폭시 경화 될 때까지 기다립니다.</li>
		<li>두 어셈블리를 만들고 영향 챔버에 넣어 4.4 위의 단계를 반복 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>위치와 자석으로 받는 광섬유 바꾸기의 각도 조정 하 고 POM 홀더 1 차의 강도 diffracted 빔 전원 모니터에 의해 측정 될 때까지에 있는 두 개의 나사를 최적화.</li>
	<li>전력 모니터를 분리 하 고 두 개의 수신 지닌 모든 광섬유 TDI 간섭계31에 연결.</li>
</ol>5. 높은 온도 역 형상 정상/압력-전단 플레이트 영향 실험의 실행
<ol><li>영향 챔버의 입구에 4 개의 클램프를 강화 하 여 기본 플랜지를 확보 한 다음 보조 플랜지 볼트 폴리에스터 필름을 사용 하 여 챔버를 닫습니다.</li>
	<li>~ 207 kPa에 물개 압력을 증가 하 고 플랜지에 나사를 강화 하 여 불 감 증 끝에 가스 총을 닫습니다.</li>
	<li>불 감 증-엔드 진공 펌프를 켜고 대상 챔버-엔드 진공 펌프를 켭니다.</li>
	<li>앞면과 뒷면의 송탄의 압력 차이 의해 발생 하는 챔버 쪽으로 송탄의 아무 모션 인지 확인 합니다. 챔버 압력에 대피 될 때까지 기다립니다 100 mTorr.</li>
	<li>레이저-진폭 기반의 송탄 영향 속도 측정 시스템을 켭니다.</li>
	<li>히터 표시 된 위치까지 이동 하 고 히터를 켭니다. 원하는 샘플 온도 도달할 때까지 100 ° C 단위로 히터의 온도 증가.</li>
	<li>발포 기 압 ~ 1103 kPa, 덤프 챔버 및 선택에 따라 원하는 수준 부하 챔버 속도 영향. 또한, 보안 영향 약 실에 송탄 포 수 있습니다.</li>
	<li>히터를 끄고 즉시 히터 위쪽으로 향해 이동 히터-잘. 샘플 표면에 송탄 열전대로 온도 측정 하는 진단 모니터에 표시 하는 온도 기록 합니다.</li>
	<li>즉시 인감 밸브를 열고 릴리스 발사 덤프 0 물개 압력 강하 한 번 챔버.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

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...

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 , 13 , 14. 금속 중간 변형 속도 (10-6-100 /s) 낮은 로드, 서보 유압 또는 정밀 나사 범용 테스트 기계 소재 반응을 하는 데 사용 되었습니다 다양 한 로딩 모드를 받게 하 고 변형의 수준입니다. 적용된 긴장으로 요금 중간 변형 속도 넘어 증가 하지만 (즉., > 102/s), 다른 실험 기법 기계적 응답을 조사 하기 위하여 필요 하 게. 예를 들어 5 × 10 103/s의 로딩에서4/s 또는 전체 크기의 소형 분할 Hopkinson 압력 바 사용8,15만들 수 이러한 측정.
전통적으로, 가벼운 가스 총 또는 폭발적으로 구동된 플레이트 영향 실험 이용 되었습니다 동적 없던 및 spallation, 같은 다른 현상을 연구 하거나 매우 높은 변형 률 발생 하는 변환 단계 (105-10 7/s)16,17,18,19,20,,2122또는 높은 압력 및 동적 로딩의 조합. 관례, 플레이트 영향 실험 포함는 총 배럴의 길이 아래로 여행 그리고에 신중 하 게 정렬 된 고정 표적 격판덮개 충돌 하려고 가스 총, 불 감 증 끝에 처음 송탄에 의해 수행 전단 플레이트의 출시는 충격 약 실입니다. 영향 결과로 정상 그리고/또한 결합 된 압력 및 전단 응력 생성 됩니다 우대/대상 인터페이스에는 경도 및 결합 된 경도 통과 스트레스 파 판의 공간 차원을 통해 여행. 이러한 파도 대상 플레이트의 뒤쪽 표면에의 도착은 간섭 기술을 통해 일반적으로 모니터링 대상 접시의 즉각적인 무료 표면 입자 속도를 영향을 줍니다. 할 수 있도록 시간 역사 대 측정된 입자 속도의 해석, 그것이 비행기-파도 영향 표면에 전면 병렬 영향14,23시 생성 될 필요 합니다. 전, 영향을 되도록 발생 합니다 1 밀리 라디안12,24, 영향 표면 평탄도의 순서 영향 기울기 각도와 몇 마이크로미터5,25보다 더 나은.
플레이트 영향 실험 발열 소재 동작 열팽창 극단26,27,,2829으로 확장을 조사를 포함 하도록 적응 되어 있다. 이러한 적응 일반적으로 포함 하는 유도 코일 또는 가스 군;의 대상 끝에 저항 히터 요소 추가 이러한 적응 실험적으로 실현 되도록 표시 되었습니다, 비록 접근은 본질적으로 주의 깊은 고려 사항을 요구 하는 특별 한 실험적인도 전에 연결 됩니다. 이러한 실험적 합병증의 일부에서 실시간 맞춤 조정을 요하는 대상 (샘플) 접시를가 열 하는 동안 대상 홀더 어셈블리 맞춤 비품의 다양 한 성분의 차동 열 확장 포함 일반적으로 샘플 및 대상 격판덮개 사이 중요 한 병렬 처리 허용 오차를 유지 하기 위해 지속적인 피드백으로 원격 제어 정렬 도구로 만들어집니다. 압력-전단 플레이트 영향 실험 계획의 경우 기존의 폴리머 격자 필요 샘플 난방의 자유 표면에 가로 입자 속도 모니터 하기 위해 높은 온도 내성 금속 격자 교체는 대상 플레이트입니다. 또한, 샘플의 난방 추가할 수 제한 특정 실험 계획에 사용할 수 있는 충격 속도에 높은 스트레인 비율 결합 압력 및 전단 플레이트 영향 구성, 특별 한 고려 사항 해야와 같은 실험 결과의 명확한 해석을 방지 하는 플레이트 전면 및 후면 대상의 음향 임피던스를 사용 하 여 계산 되는 온도 의존 수 있습니다. 마지막으로, 다른 실험적인 체계는 광학 창, 샘플, 본드 레이어, 또는 높은 온도19에서 유지 하기 위해 점점 더 어려워 코팅 사이의 공차 대상 접시가 필요 합니다.
위에서 언급 한 실험 과제를 완화, 기존 단일 단계 가스-총 케이스 서쪽 예비 대학 (CWRU)7,,3031,32에 있는 사용자 지정 적응을 했습니다. . 이러한 수정 사용 허용 높은 온도 정상 그리고/또한 결합 된 압력-전단 플레이트 영향 실험 하는 발사, 이전 1000 ° C 이상의 온도에 열 될 열 송탄의 프런트 엔드에 개최 하는 얇은 금속 표본 실시. 온도 상승된 접시 영향 연구에 대 한 고용 하는 기존의 접근의 대부분을, 달리이 방법은 위에서 설명한 실험 과제 중 몇 가지를 완화 하기 위해 표시 되었습니다. 예를 들어이 접근은 feasibly 원격 기울기 조정30에 대 한 필요성 또는 실험 기간 동안 기울기 변화를 모니터링 하기 위한 추가 광학 요소 없이 1 밀리 라디안의 기울기 각도 달성 하기 위해 이용 되었습니다. 둘째, 대상 플레이트 주변 온도에서 남아, 이후이 방법은 필요 하지 않습니다 특별 한 높은-온도 저항 자필 격자에 대 한 필요성 간접 영향 실험; 가로 입자 속도의 측정에 대 한 높은 충격 속도 대상 저조한의 위험 없이 이용 될 수 있다 또한, 플레이트, 그리고 따라서, 실험 결과의 해석에 복잡성을 감소. 추가,이 방법은 선택 샘플 자료에 대 한 우리 업 관계를 제공 하는 높은 온도 역 형상 정상적인 접시 충격 실험을 수행 하기 위해 활용할 수 있습니다. 이 얻어질 수 있다 또는 또한, 임피던스 매칭 기법, 통해 역33,34 동안 샘플 충격 속도에 변화에 대 한 정보를 전달 하는 샘플의 뒤 표면에서 진공 팬의 분석 . 높은 온도 결합 된 압력-전단 플레이트 영향 구성에서이 접근 하면 공부를 해야 넓은 온도 플라스틱 개 악 범위 및 스트레인-107/s 따라 최고 박막의 동적 없던 얇은 견본16,,2729의 두께입니다.
우리는 위에서 설명한 전형적인 온도 플레이트 충격 실험을 수행 하는 데 필요한 프로토콜을 발표할 예정 이다. 이 전용된 섹션 선행 현재 기술을 사용 하 여 얻은 대표적인 결과 될 것 이다. 마지막으로, 결과 대 한 논의 결론 이전에 나타납니다.

<table><tbody><tr><td>99.999% 상업적인 순수성 다결정 알루미늄</td><td>Goodfellow</td><td>AL007970</td><td>플라이어 판 (표본)를 위한 물자</td></tr> <tr><td>H13 공구 강철</td><td>CWRU의 제작 센터</td><td>N/A</td><td>표본 홀더를 위한 물자</td></tr><tr><td>해결책 처리 & 나이 Inconel 718 합금</td><td>고열 금속</td><td>N/A</td> <td>(1.005/1.015)" Dia x 24", 표적 판</td></tr><tr><td>Photoresist S1805</td><td>를 위한 물자MicroChem</td><td>N/A</td><td>홀로그램 격자용 포토레지스트 재료</td></tr><tr><td>개발자 CD-26</td><td>MicroChem</td><td>N/A</td><td>홀로그램 격자용 포토레지스트 현상</td></tr><tr><td>알루미늄 6063 튜브</td><td>McMaster-Carr</td><td>4568T19</td><td>타겟 어셈블리의 링용 재료</td></tr><tr><td>Black Delrin (R) 아세탈 수지 막대 (4-1/2" Dia.)</td><td>McMaster-Carr</td><td>8576K81</td><td>타겟 어셈블리의 Delrin 홀더용 재질</td></tr><tr><td>White Delrin (R) 아세탈 수지 막대 (1/4" Dia.)</td><td>McMaster-Carr</td><td>8572K51</td><td>타겟 어셈블리의 Delrin 핀 재질</td></tr><tr><td>알루미늄 6061 튜브</td><td>McMaster-Carr</td><td>9056K24</td><td>발사체 어셈블리의 본체 재질</td></tr><tr><td>알루미늄 6061 로드</td><td>McMaster-Carr</td><td>8974K88</td><td>발사체 어셈블리의 캡 재질</td></tr><tr><td>테프론 시트</td><td>McMaster-Carr</td><td>8711K98</td><td>키</td></tr><tr><td>LAVA-FF 재질 - 알루미나 규산염 디스크</td><td>기술 제품</td><td>CWR-033116-1</td><td></td></tr><tr><td>LAVA-FF - 알루미나 규산염 튜브</td><td>기술 제품</td><td>ALR11515</td><td></td></tr><tr><td>알루미나 팬 홈이 있는 헤드 볼트</td><td>Ceramco</td><td>A83200PANSLT0.500</td><td></td></tr><tr><td>409 N70 Buna-N O-ring</td><td>The O-ring Store</td><td>B70409</td><td></td></tr><tr><td>Loctite Hysol 9412 adhesive</td><td>Loctite</td><td>83107</td><td></td></tr><tr><td>High 온도 시멘트</td><td>OMEGA Engineering</td><td>OB-300</td><td></td></tr><tr><td>Extra fast-set epoxy</td><td>Ellsworth</td><td>4001</td><td></td></tr><tr><td>Mylar sheet</td><td>McMaster-Carr</td><td>8567K94</td><td></td></tr></tbody></table>

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

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

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.

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 <strong class="x...

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.

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 ...

가장 흥미로운 질문은 다음과 같습니다 : 금속의 동적 전단 저항은 압력 및 적용된 변형률의 변화에 어떻게 반응합니까? 동적 재료 특성화 분야 및 기타 분야에서 이 중요한 질문은 이 기술을 통해 해결할 수 있으며, 이는 기존 접근 방식에 존재하는 몇 가지 실험적 변동 원인도 완화합니다. 이 방법은 주로 재료의 고온 압축 및/또는 전단 저항을 조사하기 위해 설계되었지만 동적 슬립 및 스폴과 같은 연구에도 적용할 수 있습니다.케이스 웨스턴 리저브 대학교(Case Western Reserve University)의 가스총은 길이 6m, 구경 82.5mm의 1단 가스총입니다. 한 섹션에는 이 실험을 위해 총에 대한 사용자 지정 수정이 있습니다. 수정 사항은 이 회로도에 표시되어 있습니다.가열 시스템은 기존 포신과 짝을 이루어 맞춤형 내열 나막신 전면에 있는 샘플을 섭씨 1000도를 초과하는 원하는 온도로 가열할 수 있습니다. 추가 수정은 타겟 챔버 끝에 있습니다. 거기에서 광자 도플러 속도계 프로브는 타겟 플레이트의 후면 표면의 속도를 정확하게 측정합니다.트리거 및 틸트 진단 신호는 타겟 플레이트의 전면에 있는 전압 바이어스 핀에서 나옵니다. 첫 번째 단계는 실험을 위한 샘플과 대상을 만드는 것입니다. 고순도 다결정 알루미늄을 사용하여 샘플을 만듭니다.같은 간격의 구멍은 샘플을 고정하기 위한 것입니다. 이제 표면 평탄도를 확인합니다. 샘플을 광학 평면과 접촉시킨 다음 두 개를 녹색 단색 광원 아래에 놓습니다.표면 특징에 따라 구부러지고 간격이 있는 빛 띠를 관찰합니다. 샘플 직경 전체에 걸쳐 3개 이하의 광 대역이 보이는 경우 표면이 충분히 평평합니다. 이 실험에는 타겟 플레이트와 알루미늄 링도 필요합니다.강수 경화 합금 막대에서 타겟 플레이트를 만드십시오. 알루미늄 튜브에서 링을 절단하고 연마하기 전에 6개의 동일한 간격의 슬롯을 뚫습니다. 타겟 플레이트와 알루미늄 링을 함께 끼워 이와 유사한 어셈블리를 만듭니다.그런 다음 타겟 홀더 링에 어셈블리를 장착합니다. 완료되면 어셈블리에 트리거 및 틸트 진단 회로에 연결하기 위한 구리 핀이 포함됩니다. 타겟 홀더에 링을 장착합니다.내열 나막신의 구성 요소를 모으십시오. 여기에는 샘플 홀더, 샘플 및 알루미나 나사가 포함됩니다. 또한 알루미나 규산염 용암 암석 튜브와 캡이 있는 알루미늄 본체 튜브가 포함되어 있습니다.이제 캡으로 작업하십시오. 캡에는 아이 볼트가 있습니다. 홈

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Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

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행성 내부의 분화의 시뮬레이션 실험실에서 처리

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