Name: Blast Kwantificering Met behulp van Hopkinson Pressure Bars (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 41 s
Description: Leer blastbelasting kwantificeren met Hopkinson drukstaven voor explosiebeschermingstechniek. Deze methode meet ruimtelijke en temporele drukverdelingen bij explosieve gebeurtenissen met hoge resolutie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen het Defence Science and Technology Laboratory bedanken voor het financieren van het gepubliceerde werk.

<ol><li>Esparza, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blast+measurements+and+equivalency+for+spherical+charges+at+small+scaled+distances%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">Blast measurements and equivalency for spherical charges at small scaled distances.</a> Int. J. Impact Eng. 4 (1), 23-40 (1986).</li>
<li>Kingery, C. N., Bulmash, G. ARBRL-TR-02555. Airblast parameters from TNT spherical air burst and hemispherical surface burst. , U.S Army BRL. Aberdeen Proving Ground, MD, USA. (1984).</li>
<li>Hyde, D. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHyde%2C+DW+%22Conventional+weapons+program+%28ConWep%29%22">Conventional weapons program (ConWep)</a>. , U.S Army Waterways Experimental Station. Vicksburg, MS, USA. (1991).</li>
<li>Randers-Pehrson, G., Bannister, K. A. ARL-TR-1310. Airblast loading model for DYNA2D and DYNA3D. , U.S Army Research Laboratory. Aberdeen Proving Ground, MD, USA. (1997).</li>
<li>Neuberger, A., Peles, S., Rittel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scaling+the+response+of+circular+plates+subjected+to+large+and+close-range+spherical+explosions.+Part+II%3A+Buried+charges%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">Scaling the response of circular plates subjected to large and close-range spherical explosions. Part II: Buried charges.</a> Int. J. Impact Eng. 34 (5), 874-882 (2007).</li>
<li>Xu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+inverse+approach+for+pressure+load+identification%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">An inverse approach for pressure load identification.</a> Int. J. Impact Eng. 37 (7), 865-877 (2010).</li>
<li>Pickering, E. G., Chung Kim Yuen, S., Nurick, G. N., Haw, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+response+of+quadrangular+plates+to+buried+charges%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">The response of quadrangular plates to buried charges.</a> Int. J. Impact Eng. 49, 103-114 (2012).</li>
<li>Bergeron, D. M., Trembley, J. E. Canadian research to characterize mine blast output. 16'th Int. Symp. on the Military Aspects of Blast and Shock, Oxford, UK, , (2000).</li>
<li>Hlady, S. L. Effect of soil parameters on landmine blast. 18'th Int. Symp. on the Military Aspects of Blast and Shock, Bad Reichenhall, Germany, , (2004).</li>
<li>Fourney, W. L., Leiste, U., Bonenberger, R., Goodings, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+loading+on+plates+due+to+explosive+detonation%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+on+Blasting+and+Fragmentation%22%5BJournal%5D)">Mechanism of loading on plates due to explosive detonation.</a> Int. J. on Blasting and Fragmentation. 9 (4), 205-217 (2005).</li>
<li>Anderson, C. E., Behner, T., Weiss, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mine+blast+loading+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">Mine blast loading experiments.</a> Int. J. Impact Eng. 38 (8-9), 697-706 (2011).</li>
<li>Fox, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+response+of+small+scale+rigid+targets+to+shallow+buried+explosive+detonations%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">The response of small scale rigid targets to shallow buried explosive detonations.</a> Int. J. Impact Eng. 38 (11), 882-891 (2011).</li>
<li>Ehrgott, J. Q., Rhett, R. G., Akers, S. A., Rickman, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+fabrication+of+an+impulse+measurement+device+to+quantify+the+blast+environment+from+a+near-surface+detonation+in+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Techniques%22%5BJournal%5D)">Design and fabrication of an impulse measurement device to quantify the blast environment from a near-surface detonation in soil.</a> Experimental Techniques. 35 (3), 51-62 (2011).</li>
<li>Pope, D. J., Tyas, A. Use of hydrocode modelling techniques to predict loading parameters from free air hemispherical explosive charges. 1st Asia-Pacific Conference on Protection of Structures Against Hazards, Singapore, , (2002).</li>
<li>Clarke, S. D., et al. Repeatability of buried charge testing. 23rd Int. Symp. on the Military Aspects of Blast and Shock, Oxford, UK, , (2014).</li>
<li>Clarke, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+large+scale+experimental+approach+to+the+measurement+of+spatially+and+temporally+localised+loading+from+the+detonation+of+shallow-buried+explosives%5BTitle%5D)+AND+%22Meas+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">A large scale experimental approach to the measurement of spatially and temporally localised loading from the detonation of shallow-buried explosives.</a> Meas Sci Technol. 26, 015001(2015).</li>
<li>Hopkinson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Method+of+Measuring+the+Pressure+Produced+in+the+Detonation+of+High+Explosives+or+by+the+Impact+of+Bullets%5BTitle%5D)+AND+%22Philos.+Trans.+R.+Soc.+%28London%29+A%22%5BJournal%5D)">A Method of Measuring the Pressure Produced in the Detonation of High Explosives or by the Impact of Bullets.</a> Philos. Trans. R. Soc. (London) A. 213, 437-456 (1914).</li>
<li>Rigby, S. E., Tyas, A., Fay, S. D., Clarke, S. D., Warren, J. A. Validation of semi-empirical blast pressure predictions for far field explosions - is there inherent variability in blast wave parameters?. 6th Int. Conf. on Protection of Structures against Hazards, Tianjin, China, , (2014).</li>
<li>Rigby, S. E., Tyas, A., Bennett, T., Clarke, S. D., Fay, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+negative+phase+of+the+blast+load%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+of+Protective+Structures%22%5BJournal%5D)">The negative phase of the blast load.</a> Int. J. of Protective Structures. 5 (1), 1-20 (2014).</li>
<li>Rigby, S. E., Fay, S. D., Tyas, A., Warren, J. A., Clarke, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Angle+of+incidence+effects+on+far-field+positive+and+negative+phase+blast+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+of+Protective+Structures%22%5BJournal%5D)">Angle of incidence effects on far-field positive and negative phase blast parameters.</a> Int. J. of Protective Structures. 6 (1), 23-42 (2015).</li>
<li>Tyas, A., Warren, J., Bennett, T., Fay, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prediction+of+clearing+effects+in+far-field+blast+loading+of+finite+targets%5BTitle%5D)+AND+%22Shock+Waves%22%5BJournal%5D)">Prediction of clearing effects in far-field blast loading of finite targets.</a> Shock Waves. 21 (2), 111-119 (2011).</li>
<li>Tyas, A., Watson, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+study+of+the+effect+of+spatial+variation+of+load+in+the+pressure+bar%5BTitle%5D)+AND+%22Meas+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">A study of the effect of spatial variation of load in the pressure bar.</a> Meas Sci Technol. 11 (11), 1539-1551 (2000).</li>
<li>Tyas, A., Watson, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+of+frequency+domain+dispersion+correction+of+pressure+bar+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Impact+Eng%22%5BJournal%5D)">An investigation of frequency domain dispersion correction of pressure bar signals.</a> Int. J. Impact Eng. 25 (1), 87-101 (2001).</li>
<li>NATO Standardisation Agency. Procedures for evaluating the protection level of logistic and light armoured vehicles. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Allied+Engineering+Publication+%28AEP%29+55%22">Allied Engineering Publication (AEP) 55</a>. 2, 2, (2011).</li>
<li>Elgy, I. D., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aElgy%2C+ID+%22UK+ministry+of+defence+technical+authority+instructions+for+testing+the+protection+level+of+vehicles+against+buried+blast+mines%22">UK ministry of defence technical authority instructions for testing the protection level of vehicles against buried blast mines</a>. , Defence Science and Technology Laboratory. UK. (2014).</li>
<li>Clarke, S. D., et al. Finite element simulation of plates under non-uniform blast loads using a point-load method: Buried explosives. 11th Int. Conf. on Shock & Impact Loads on Structures (SILOS), Ottawa, Canada, , (2015).</li>
<li>Rigby, S. E., et al. Finite element simulation of plates under non-uniform blast loads using a point-load method: Blast wave clearing. 11th Int. Conf. on Shock & Impact Loads on Structures (SILOS), Ottawa, Canada, , (2015).</li>
<li>Hallquist, J. O. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHallquist%2C+JO+%22LS-DYNA+theory+manual%22">LS-DYNA theory manual</a>. Livermore Software Technology Corporation, CA, USA, , (2006).</li>
<li>Fay, S. D., et al. Capturing the spatial and temporal variations in impulse from shallow buried charges. 15th Int. Symp. on the Interaction of the Effects of Munitions with Structures (ISIEMS, Potsdam, Germany, , (2013).</li>
<li>Fay, S. D., et al. Measuring the spatial and temporal pressure variation from buried charges. 23rd Int. Symp. on the Military Aspects of Blast and Shock, Oxford, UK, , (2014).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Gebruik van het protocol hierboven beschreven de auteurs hebben aangetoond dat het mogelijk is om zeer betrouwbare metingen van de sterk wisselende belasting krijgen van een explosieve lading, onder toepassing van een reeks Hopkinson drukstaven. Met de interpolatieroutine zet de discrete druk in de tijd kan worden omgezet in een continue schokgolf die direct bruikbaar als het laden functie in numerieke modellering of validatiegegevens voor de output van dergelijke modellen. Bij het gebruik v...

Karakteriseren van de output van explosieve ladingen heeft vele voordelen, zowel militaire (verdediging tegen begraven geïmproviseerde explosieven in de huidige conflictgebieden) en civiel (het ontwerpen van structurele componenten). In de afgelopen tijd heeft dit onderwerp veel aandacht gekregen. Veel van de kennis die is gericht op het kwantificeren van de output van kosten voor het ontwerpen van doeltreffende veiligheidsvoorzieningen structuren mogelijk. Het belangrijkste punt hier is dat als de metingen zijn niet van high fidelity dan de mechanismen van de belasting overdracht in deze explosieve gebeurtenissen onduidelijk blijven. Dit leidt tot problemen valideren numerieke modellen die gebaseerd zijn op deze metingen voor validatie. De term nabije-veld wordt gebruikt voor ontploffing met geschaalde afstanden, Z, minder dan ~ 1 m / kg 1/3, waarbij Z = R / W 1/3, R de afstand van het centrum van het explosief en W beschrijven wordt de lading massa geuiteen equivalente massa van TNT. In deze regeling wordt de laad- doorgaans gekenmerkt door een zeer grote omvang, zeer ruimtelijk en in tijd niet-uniforme belastingen. Robuuste instrumentatie is dus nodig om de extreme druk in verband met near-field lading te meten. Bij geschaalde afstanden Z &lt;0,4 m / kg 1/3, directe metingen van de ontploffing parameters zijn ofwel onbestaande of zeer weinig 1 en de semi-empirische voorspellende data voor deze serie is vrijwel volledig gebaseerd op parametrische studies. Dit gaat met behulp van de semi-empirische voorspellingen gegeven door Kingery en Bulmash 2, die zich buiten het toepassingsgebied van de auteur. Terwijl hulpmiddelen op basis van deze voorspellingen 3,4 zorgen voor een uitstekende eerste orde schattingen van het laden ze niet volledig vastleggen van de mechanica van near-field gebeurtenissen, die de focus van het huidige onderzoek. Near-field ontploffing metingen hebben in de afgelopen tijd gericht op het kwantificeren van de output van begraven kosten. De methodieken gebruikt variëren van het beoordelen van de vervorming veroorzaakt aan een structureel doel 5-7 aan de wereldwijde impuls meting 8-13 richten. Deze methoden leveren waardevolle informatie voor de validatie van beschermende systeemontwerpen maar kunnen geen volledig onderzoek naar de mechanismen van lastenoverdracht. Testen kan op laboratorium- schaal (1/10 volledige schaal), of nabij volle schaal (&gt; 1/4), met praktische redenen zoals het controleren of ingraafdiepte zodat er geen inherente vorm van de schokgolf wordt opgewekt door de gebruik van ontstekers in plaats van kale kosten 14. Met begraven lasten hebben de bodemgesteldheid in hoge mate worden gecontroleerd om de herhaalbaarheid van de test 15 te garanderen. Onafhankelijk van de vraag of de lading wordt geplaatst in de vrije lucht of is begraven, de meest fundamentele probleem in het meten van de resulterende explosie is het waarborgen van de geldigheid van de metingen die door de instrumentatie deployed. In het ontworpen testapparaat 16 vaste &#39;rigide&#39; target plaat wordt gebruikt om de Hopkinson druk bars 17 (HPbs), terwijl schermen tegelijkertijd ervoor te zorgen dat de uiteinden van de balken alleen het volledig tot uiting druk kan opnemen. De auteurs hebben eerder aangetoond dat de meting van gereflecteerd druk uit een rigide doel meer nauwkeurige en herhaalbare dan incident, of &quot;vrije-field&quot; metingen 18-20. De geometrie van deze plaat is zodanig dat elke drukverlaging gegenereerd door het opruimen of stroming rond het doel rand 21 verwaarloosbaar zou zijn. Deze nieuwe testapparatuur is gebouwd op 1/4 schaal. Op deze schaal strakke controle over de begrafenis omstandigheden en de explosieven kan worden gewaarborgd, met de volle schaal lading grootte van 5 kg verkleind tot 78 g, bij een begrafenis diepte van 25 mm.

<table><tbody><tr><td>Load Cell</td><td>RDP</td><td>RSL0960</td><td>Dit is slechts indicatief, de exacte load cell moet in staat zijn om de vereiste belasting op te lossen</td></tr><tr><td>Steel target plate / HPBs</td><td>Garratts&nbsp;</td><td></td><td>Gemaakt op bestelling</td></tr><tr><td>Strain gauge</td><td>Kyowa</td><td>KSP-2-120-E4</td><td>Te gebruiken met stalen HPB's</td></tr><tr><td>Cyanoacrylate</td><td>Kyowa</td><td>CC-33-A</td><td>Controleer bij de fabrikant, afhankelijk van het te gebruiken mar-materiaal</td></tr><tr><td>Digital Oscilloscope</td><td>TiePie</td><td>HS4 16-bit Handyscopes&nbsp;</td><td>6 gebruikt parallel in huidige tests</td></tr><tr><td>Leighton Buzzard sand</td><td>Garside sands</td><td>Garside 14/25</td><td>Uniform silicazand&nbsp;</td></tr></tbody></table>

blast kwantificering met behulp van hopkinson pressure bars

Blast Quantification Using Hopkinson Pressure Bars

Nabije veld blast belastingsmeting geeft een probleem bij vele typen sensoren mocht zeer agressieve milieus moeten ondergaan en in staat om druk te meten tot vele honderden Mpa. In dit opzicht is de eenvoud van de Hopkinson drukstang heeft een groot voordeel, dat terwijl de eindwaarde van de Hopkinson bar kan verdragen en worden blootgesteld aan zware omstandigheden, de spanningsmeter bevestigd aan de staaf kan op enige afstand aangebracht. Hiermee beschermende behuizingen worden gebruikt waarop de spanningsmeter te beschermen, maar niet interfereren met de meting acquisitie. Het gebruik van een array van drukstaven kan de druk in de tijd in discrete bekende punten te meten. Dit artikel beschrijft ook de interpolatie routine gebruikt om de druk in de tijd af te leiden at-un geïnstrumenteerde locaties op het vlak van belang. Momenteel de techniek is gebruikt voor het laden van hoge explosieven in vrije lucht meten en ondiep begraven in verschillende bodems.

Een effectief stijf reactie kader moet worden verstrekt. In de huidige testen totaal meegedeelde impuls van enkele honderden Newton-seconden moet worden tegengegaan met minimale vervorming. Een illustratie van de stijve reactiemengsel lijst is vervat in figuur 1. In elk frame een 50 mm staal &quot;acceptor&quot; plaat is in de basis van de dwarsbalken geworpen. Hoewel niet expliciet vereist, dit maakt een eenvoudige bevestiging van de weegcellen / richtplaat en biedt ext...

Dit protocol beschrijft het gebruik van Hopkinson-drukstaven om de gereflecteerde blastlading van nabije explosieve gebeurtenissen te meten. Het is in staat om een druk-tijdsverloop op elk punt op een reflecterende grens te interpoleren en kan als zodanig worden gebruikt om de ruimtelijke en temporele variaties in geproduceerde belasting volledig te karakteriseren.

Blast Kwantificering Met behulp van Hopkinson Pressure Bars

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 ...

Het algemene doel van dit experiment is om de ruimtelijke en temporele drukverdeling nauwkeurig te meten in de extreem agressieve omgeving die vlakbij een explosieve lading ontstaat. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen op het gebied van explosiebeveiligingstechniek, zoals de exacte vorm van de opgelegde belasting en hoe factoren zoals het type en de vorm van het explosief de opgelegde belasting beïnvloeden. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het ons in staat stelt om drukken vast te leggen die buiten de limieten van traditionele meetmethoden liggen.Hoewel deze methode inzicht kan bieden in explosies in de open lucht, kan deze ook worden toegepast op andere gebeurtenissen, zoals begraven of onderwaterladingen. We hebben het concept voor deze methode eerst getest met een enkele Hopkinson-drukstaaf en al snel vastgesteld dat een groot netwerk nodig is om de gegevens nauwkeurig vast te leggen. Begin met het berekenen van de bijbenaderde maximale impuls die de opstelling van het testframe zal genereren met behulp van softwareanalyse, zoals met ConWep.Voor begraven ladingen is dit proces minder eenvoudig, omdat er geavanceerdere numerieke technieken nodig zijn om de interactie tussen de bodem, de explosieven en de doelplaat te modelleren. Details over de vervaardiging van het testframe en de krachtmeters worden elk in het tekstprotocol beschreven. Kies de positie op de Hopkinson-drukstaven waar de rekstrook wordt geplaatst, waarbij deze zo dicht mogelijk bij het belaste vlak moet liggen om dispersie te minimaliseren.In deze opstelling zorgen de dikte van de doelplaat en de manoeuvreerbaarheid die nodig is om de staven te plaatsen ervoor dat de meters op 250 millimeter van het belaste vlak worden geïnstalleerd. De berekende straal van de staaf die nodig is om de gebeurtenis vast te leggen, bedraagt in dit geval vijf millimeter. Gebruik de nauwste ruimtelijke resolutie voor de staven die de structurele integriteit niet in gevaar brengt.In dit geval is de afstand 25 millimeter. Verdere details worden in het tekstprotocol gegeven. Begin met het bevestigen van de halfgeleidende rekstrookjes aan de Hopkinson-drukstaven met cyanoacrylaat, en vervolgens aan de loadcellen.Bevestig de doelplaat aan het starre reactieframe met behulp van de loadcells indien nodig. Zorg ervoor dat alle bekabeling goed geaard is voor een verbeterde signaalkwaliteit. De bedrading moet bovendien lang genoeg zijn om verbinding te maken met een oscilloscoop buiten het blastgebied.Elke afgeschermde draad moet voldoende signaal geleiden. Hang nu de Hopkinson-drukstaven aan de ontvanger van de staafassemblage. Voer het belaste uiteinde door het juiste gat in de doelplaat en laat de Hopkinson-drukstaven vrij hangen aan de moer die op hun distale uiteinden is geschroefd.Stel de moeren met behulp van een waterpas zo af dat de stangen verticaal staan en hun vlakken gelijk liggen met de doelplaat. Gebruik vervolgens een trial-and-errormethode om de trim van de variabele weerstand in het conditioneringscircuit zo in te stellen dat de spanning binnen de limieten van de oscilloscoop blijft. Stel de onbalansmeting op elk kanaal in op nul, zoals aangegeven door de versterkerboxen.Sluit vervolgens de versterkte output van de meetgauges aan op een geschikte digitale oscilloscoop. Configureer de oscilloscoop op een bemonsteringsfrequentie van 1,56 megahertz met een opnameduur van 28,7 milliseconden en stel de pre-triggerduur in op 3,3 milliseconden. In totaal moeten er 22 gauges worden aangesloten: 17 van de Hopkinson-drukstaven, vier van de krachtsensoren en de ene breekdraad.Registreer de spanning en tijd van elke meter. Stel de registratie zo in dat deze wordt geactiveerd wanneer de spanning in de onderbrekingsdraad een waarde buiten het venster overschrijdt, zoals plus of min 100 millivolts. In het geval van een vrije-luchtladingsproef wordt een dunne houten strip gebruikt om de lading onder de doelplaat op de juiste afstand op te hangen, in dit geval 200 millimeters.Positioneer de lading coaxiaal met de meetmatrix om geldige metingen te garanderen. Het kritieke element bij de test met de ingegraven lading is de voorbereiding van het bodembed en het proces van het ingraven. Precisie is vereist om te waarborgen dat reproduceerbare resultaten worden behaald.Sluit vervolgens het schietveld af. Plaats wachten om ervoor te zorgen dat het schietveld vrij is tijdens het vuren. Bevestig nu, vlak voor het afvuren van een vrije luchtlading, de breekdraad aan de ontsteker en voeg een elektrische ontsteker vanaf de basis tot halverwege in de lading in.Ga nu naar het afvuurpunt en controleer of de instrumentatie operationeel is. Voer vervolgens stroom toe aan de trekdraad. Controleer nu bij de wachtposten of het veilig is om over te gaan tot het afvuren.Activeer vervolgens de explosieven. Maak na de detonatie het testgebied veilig en download en back-up de gegevens. Terwijl er een protocol wordt geschreven om de benodigde stappen in deze fase te beschrijven, wordt er ook een ontwikkeld Matlab-script beschikbaar gesteld om de gegevensverwerking snel uit te voeren met behulp van exact dezelfde methodologie.Importeer de gegevens uit de ruwe databestanden in Matlab door dubbel te klikken op de bestandsnaam en vervolgens op Voltooien te klikken in de Importwizard. Open daarna het Matlab-script voor interpolatie. Definieer in het gedeelte over het maaswerk (meshing) van de code een regelmatig raster waarover de interpolatie zal worden uitgevoerd door het maaswerk aan te passen.Gebruik dezelfde resolutie bij elke toekomstige numerieke modellering. Deze cruciale stap transformeert de discrete gegevens naar een 2D-kaart. Het script zal alle drukcurves van de Hopkinson-drukstaven in de tijd verschuiven.De tijdsverschuiving is nodig om de interpolatieroutine in staat te stellen het schokfront op elk gegeven tijdstip succesvol te lokaliseren. Lijn nu de gegevens van elke radiale array uit, zodat alle maximale drukken gesynchroniseerd zijn. Bereken vervolgens de straal, r, en de hoek, beta, voor een specifiek punt van belang op het rooster.Pas de 1D-interpolatie toe op de twee Hopkinson-drukstaven-arrays die het dichtst bij het interessepunt van de huidige straal liggen. Bijvoorbeeld, bij 45 graden zou de interpolatie de X, X- en Y, Y-arrays gebruiken. Interpoleer nu de lineariteit tussen de twee drukken op basis van de hoek.Gebruik bijvoorbeeld bij 45 graden 50%X, X en 50%Y, Y. Verschuif vervolgens de druk-tijdgeschiedenis voor elke locatie in de tijd op basis van een kubische interpolatie van de aankomsttijd van de schokgolf. Uiteindelijk is het resultaat een volledig geïnterpoleerde druk-tijdgeschiedenis. Er is een effectief star reactieframe ontworpen dat in staat is om enkele honderd Newton-seconden te weerstaan met minimale doorbuiging, gebruikmakend van een 100 millimeter zachtstalen doelplaat.Dit frame was bestand tegen tests tot 500 Newton-seconden. Er werd een enkele test uitgevoerd met 17 Hopkinson-drukstaven, geconfigureerd in een 2D-array, waarbij gebruik werd gemaakt van staven met een lengte van 3,25 meter en een straal van vijf millimeter. De tussenruimte werd ingesteld op 25 millimeter.Voor deze test werd de rekstrook op 0,25 meter van het belaste oppervlak bevestigd. Een lading die begraven was in verzadigde bodem werd gedetoneerd. Gegevens van elk van de vier radiale arrays met een centrale Hopkinson-drukstaaf die gemeenschappelijk is voor alle plots tonen het zeer duidelijke schokfront, waarbij de druk langzaam afneemt met de radiale afstand.De geregistreerde druk-tijdgeschiedenissen zijn vervolgens via de 2D-interpolatieroutine verwerkt. De geïnterpoleerde druk op de doelplaat vertoont een vertraging van 20 milliseconden bij de aankomst van het schokfront. Het schokfront is de tijd die de schokgolf nodig heeft om de afstand tussen de lading en de doelplaat te overbruggen.De asymmetrische aard van de belasting is vooral duidelijk bij 0,22 milliseconden. Tegen 0,3 milliseconden na detonatie was het schokfront bijna symmetrisch langs alle assen. Zodra de installatie in gebruik is genomen, kunnen er tot zes tests in open lucht per dag worden uitgevoerd.Dit aantal is aanzienlijk kleiner bij een test met begraven ladingen vanwege de extra complexiteit bij het voorbereiden van de bodem. Dit is de eerste keer dat dergelijke metingen met een hoge resolutie mogelijk zijn geweest. Hierdoor zijn we nu in staat om het verschil in de vorm van de belasting te meten dat wordt veroorzaakt door variaties in de testgeometrie.De ontwikkelde numerieke routine biedt een zeer krachtige manier om de belasting te visualiseren en deze belasting vervolgens direct toe te passen in numerieke modellen als eerste stap bij het modelleren van de respons van constructies op explosieve detonaties. De gegevens die uit de huidige test zijn voortgekomen, hebben unieke validatiedata opgeleverd om de volgende generatie numerieke modellen te verbeteren, waardoor ons begrip van het probleem en ons vermogen om onszelf tegen explosieve blastgolven te beschermen zijn vergroot.

blast-quantification-using-hopkinson-pressure-bars

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Een nieuwe impulsief cel onder druk experiment is ontwikkeld met behulp van een Kolsky bar apparaat op de moleculaire / cellulaire mechanismen van blast-geïnduceerde traumatisch hersenletsel te onderzoeken.

Impulsief druk zetten van neuronale cellen voor Traumatic Brain Injury Study

De huidige studie schrijft een gekoppelde experiment-eindige elementen simulatie methodologie om de uniaxiale dynamische mechanische respons van zacht biomaterialen (hersenen, lever, pezen, vet, enz.) Te verkrijgen. De multiaxiale experimentele resultaten die ontstond als gevolg van specimen uitpuilende verkregen uit Split-Hopkinson Pressure Bar testen werden verleend aan een eenassige echte spanning-rek gedrag wanneer gesimuleerd door middel van iteratieve optimalisatie van de eindige...

Een combinatie Experiment-eindige elementen modellering Methodologie voor het beoordelen van Hoge Strain Rate mechanische respons van Soft Biomaterialen

Ontwikkelingstests van krachtige explosieven voor militaire toepassingen omvatten kleinschalige formulering, veiligheidstests en tenslotte detonatieprestatietests om theoretische berekeningen te verifiëren. Dit document zal typische ontwikkelingstests delen die geassocieerd zijn met de meting van detonatiesnelheid en detonatie-druk.

Onderzoek en ontwikkeling van high-performance Explosieven

We illustreren de toepassing van 1 H (15 N, αγ) 12 C resonante nucleaire reactie analyse (NRA) de dichtheid van waterstofatomen op het oppervlak kwantitatief evalueren, het volume, en een tussenlaag van vaste stoffen. Het nabije oppervlak waterstof diepteprofilering van een Pd (110) monokristal en SiO2 / Si (100) stapels beschreven.

Kwantificering van waterstof concentraties in Functionele Lagen en Bulk Materials door middel van diepte- met Nuclear Reaction Analysis

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.

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

Dit document beschrijft een nieuwe model van traumatische hersenenverwonding primaire blast. Een drukluchtremmen gedreven schok buis wordt gebruikt voor het blootstellen van in vitro hippocampal segment culturen van de muis om een enkele schokgolf. Dit is een eenvoudige en snelle protocol voor het genereren van een reproduceerbare hersenletsel met weefsel met een hoog debiet.

Een roman In Vitro Model van traumatische hersenenverwonding Blast

Hier presenteren we atomaire kracht microscopie (AFM), die wordt gebruikt als een nano-en micro-indentatie tool op cellen en weefsels. Het instrument maakt gelijktijdige verwerving van 3D-oppervlaktetopografie van het monster en de mechanische eigenschappen mogelijk, met inbegrip van de modulus van de celwand Young en de turgor-druk.

Gebruik van atoom kracht microscopie om mechanische eigenschappen en turgor druk van plantencellen en Plantenweefsels te meten

We presenteren hier een protocol van een explosiegolfmodel voor knaagdieren om neurobiologische en pathofysiologische effecten van mild tot matig traumatisch hersenletsel te onderzoeken. We hebben een gasgestuurde, bench-top opstelling opgezet die is uitgerust met druksensoren die een betrouwbare en reproduceerbare generatie van door ontploffing geïnduceerd mild tot matig traumatisch hersenletsel mogelijk maken.

Blast Wave-model met lage intensiteit voor preklinische beoordeling van licht traumatisch hersenletsel met gesloten hoofd bij knaagdieren

Hier worden methoden gepresenteerd voor het produceren van herhaalde blootstellingen aan ontploffingen met lage intensiteit met behulp van muizen.

Modellering van zeer repetitieve blootstelling aan ontploffingen op laag niveau bij muizen

Dit protocol beschrijft een op maat gemaakt luchtdruksysteem dat is ontworpen om verwondingen aan het centrale zenuwstelsel (CZS) van een gesloten systeem bij muizen te induceren, inclusief oculaire, hersen- en ruggenmergtrauma's. Het doel van dit protocol is om een kader te bieden voor onderzoekers om het systeem gemakkelijk aan te passen en uit te breiden voor hun unieke CZS-traumastudies.

Systeem voor focaal, gesloten systeem letsel aan het centrale zenuwstelsel

Leer blastbelasting kwantificeren met Hopkinson drukstaven voor explosiebeschermingstechniek. Deze methode meet ruimtelijke en temporele drukverdelingen bij explosieve gebeurtenissen met hoge resolutie.

Blast Kwantificering Met behulp van Hopkinson Pressure Bars

Meer video's verkennen