Uitvoeren van verhoogde temperatuur normaal en druk-Shear plaat gevolgen experimenten Via een stuitligging-Sabot kachel endsysteem gecombineerd

Summary

Hier presenteren we een gedetailleerd protocol voor een nieuwe aanpak voor het uitvoeren van de verhoogde temperatuur reverse normale plaat impact, en gecombineerde druk-en-shear plaat impact. De aanpak omvat het gebruik van een kachel resistieve spoel staartstuk-einde te een steekproef gehouden op de front-end van een hittebestendig sabot tot de gewenste temperatuur te verwarmen.

Abstract

Een nieuwe benadering voor het uitvoeren van normale en/of gecombineerde druk-shear plaat gevolgen experimenten bij test temperaturen tot 1000 ° C wordt gepresenteerd. De methode kunt verhoogde temperatuur plaat-gevolgen experimenten gericht op het dynamisch gedrag van materialen onder thermomechanische uitersten, terwijl verschillende speciale experimentele uitdagingen tijdens het uitvoeren van soortgelijke experimenten beperkende sonderen met behulp van de conventionele plaat effect aanpak. Aangepaste aanpassingen worden aangebracht in het staartstuk-einde van een single-fase gas-wapen aan de Case Western Reserve University; deze aanpassingen omvatten een precisie-gefreesd extensie stuk gemaakt van SAE 4340 staal, die strategisch is ontworpen om de bestaande pistool-vat terwijl het verstrekken van een hoge tolerantie mate overeenkomen met de boring en spiebaan. De extensie stuk bevat een verticale cilindrische kachel-well, die beschikt over een vergadering van de kachel. Een resistieve spoel kachel-hoofd, staat te bereiken temperaturen tot 1200 ° C, is gekoppeld aan een verticale stam met axiale/roterende graden van vrijheden; Hierdoor kunnen de dunne metalen exemplaren gehouden op de front-end van een hittebestendig sabot gelijkmatig over de diameter aan de gewenste test temperaturen worden verwarmd. Door het verhitten van de flyer plaat (in dit geval, het monster) aan het staartstuk-einde van het pistool-vat in plaats van eind doel-, kunnen verschillende kritische experimentele uitdagingen worden afgewend. Deze omvatten: 1) ernstige veranderingen in de uitlijning van de doel-plaat tijdens verwarming als gevolg van de thermische uitzetting van de verschillende bestanddelen van de vergadering van de doel-houder; 2) uitdagingen die zich als gevolg van de elementen van de diagnose voordoen, (dwz., polymeer holografische roosters en optische sondes) wordt te dicht bij de vergadering van de verwarmde doel; 3) uitdagingen die zich voor doel platen met een optische venster voordoen, waar bond cruciale toleranties tussen het monster, laag, en venster steeds moeilijker te handhaven bij hoge temperaturen; 4) in het geval van gecombineerd compressie-shear plaat gevolgen experimenten, de noodzaak voor hoge-temperatuur-resistente diffractie roosters voor de meting van transversale deeltje snelheid op het vrije oppervlak van de doelstelling; en 5) beperkingen opgelegd aan de botssnelheid nodig voor eenduidige interpretatie van de gemeten vrije oppervlakte snelheid versus tijd profiel als gevolg van thermische verzachten en eventueel opbrengst van de omsluitende doel platen. Door gebruik te maken van de aanpassingen die hierboven vermeld, presenteren we de resultaten uit een serie van omgekeerde geometrie normale plaat gevolgen experimenten op commerciële zuiverheid aluminium op een scala aan monster temperaturen. Deze experimenten Toon deeltje snelheden in de beïnvloede staat, die een aanwijzing van materiaal zachter minderen (daling in opbrengst na stroom stress) met stijgende temperaturen van het monster.

Introduction

In waterbouwkundige toepassingen, zijn materialen onderworpen aan een brede waaier van voorwaarden, die kunnen statisch of dynamisch in de natuur, in combinatie met hoge niveaus van vervorming en temperaturen variërend van kamer naar in de buurt van het smeltpunt. Onder deze uitersten thermomechanische kan de materiaalgedrag variëren drastisch; Dus, meer dan bijna een eeuw, verschillende experimenten zijn ontwikkeld gericht naar het sonderen van de dynamische reactie en/of andere kenmerken van materiaalgedrag terwijl onder gecontroleerd laden regimes^{1,2,3 ,}

Protocol

1. steekproef en Target materiële voorbereiding

Opmerking: In het volgende protocol, zullen we de stappen die nodig zijn voor het voorbereiden van de monster- en het doeldomein materialen, die later zal worden gebruikt in een omgekeerde geometrie experiment voor de gevolgen van de normale plaat detail. Bij deze instelling zal een flyer plaat (ook het monster), gehouden op de voorzijde van een sabot, worden gelanceerd via een ééntraps gas pistool en gemaakt om de impact van een plaat van de stationaire doel gehuisvest in de kamer van de doelstelling van het gas pistool. Een typische flyer en doel plaat vergadering beschreven in het volgende pr....

Results

Een 82,5 mm boring, 6 m lengte, single-fase gas pistool op CWRU staat voor versnelde 0.8 kg projectielen met snelheden tot 700 m/s in de huidige experimenten werd gebruikt. Figuur 5 toont een foto van de gemodificeerde gas-pistool faciliteit op CWRU. Voorafgaand aan de ontploffing, is de aangepaste ontworpen sabot gehuisvest in de kachel extensie stuk, in Figuur 6afgebeelde. De extensie stuk draagt een verticale kachel-well waard.......

Discussion

De methode en het protocol hierboven gedetailleerd de procedure voor het correct uitvoeren van een omgekeerde geometrie normale plaat effect experiment bij verhoogde temperaturen. In deze benadering maken we aangepaste wijzigingen aan het pistool vat aan het einde van de hoge druk (stuitligging) van de bestaande gas pistool aan de Case Western Reserve University, naar het huis van een spoel resistieve kachel met axiale en roterende vrijheidsgraden. De resistieve kachel spoel systeem kunt dunne aluminium exemplaren, gehou.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
99.999% commercial purity polycrystalline aluminum	Goodfellow	AL007970	Material for flyer plate (sample)
H13 tool steel	Fabrication Center of CWRU	N/A	Material for the sample holder
Solution treat & age Inconel 718 alloy	High Temp Metals	N/A	(1.005/1.015)" Dia x 24", Material for target plate
Photoresist S1805	MicroChem	N/A	Material of the photoresist for holographic grating
Developer CD-26	MicroChem	N/A	Developer to the photoresist for holographic grating
Aluminum 6063 tube	McMaster-Carr	4568T19	Material for the ring in target assembly
Black Delrin (R) Acetal Resin Rod (4-1/2" Dia.)	McMaster-Carr	8576K81	Material for the Delrin holder in target assembly
White Delrin (R) Acetal Resin Rod (1/4" Dia.)	McMaster-Carr	8572K51	Material for the Delrin pins in target assembly
Aluminum 6061 tube	McMaster-Carr	9056K24	Material for the body in projectile assembly
Aluminum 6061 rod	McMaster-Carr	8974K88	Material for the cap in projectile assembly
Teflon sheet	McMaster-Carr	8711K98	Material for the key
LAVA-FF - Alumina Silicate disc	Technical Products	CWR-033116-1
LAVA-FF - Alumina Silicate tube	Technical Products	ALR11515
Alumina Pan Slotted Head Bolt	Ceramco	A83200PANSLT0.500
409 N70 Buna-N O-ring	The O-ring Store	B70409
Loctite Hysol 9412 adhesive	Loctite	83107
High Temperature Cements	OMEGA Engineering	OB-300
Extra fast-set epoxy	Ellsworth	4001
Mylar sheet	McMaster-Carr	8567K94