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

Een vraag van groot belang is:Hoe reageert de dynamische schuifweerstand van metalen op veranderingen in druk en toegepaste stamsnelheden? Deze belangrijke vraag op het gebied van dynamische materiaalkarakterisering, en andere, zou kunnen worden aangepakt door deze techniek die ook verschillende experimentele variatiebronnen mitigeert die aanwezig zijn in de conventionele aanpak. Hoewel deze methode voornamelijk was ontworpen voor onderzoek naar hoge temperatuur compressieve en/of schuifweerstand van materialen, kan deze ook worden toegepast voor studies zoals dynamische slip en spall.

De gaspistool bij Case Western Reserve University is een eentraps, met een lengte van zes meter en een boring van 82,5 millimeter. Eén sectie herbergt een aangepaste wijziging aan het pistool voor dit experiment. De wijzigingen worden weergegeven op dit schema.

Een verwarmingssysteem sluit aan op de bestaande loop van het pistool zodat de monster die aan de voorkant van de aangepaste hittebestendige sabot wordt vastgehouden, kan worden verwarmd tot gewenste temperaturen van meer dan 1000 graden Celsius. Aanvullende wijzigingen zijn aan het doelwitkamer einde. Daar meet een fotonische doppler velocimetersonde precies de snelheid van de achteroppervlakte van de doelplaat.

Trigger- en kanteldiagnostika signalen komen van de spanningsbeïnvloede pinnen op de voorkant van de doelplaat. De eerste stap is om het monster en doelwit voor het experiment te maken. Maak de monsters met behulp van hoog zuiverheidspolykristallijn aluminium.

De gelijkmatig verdeelde gaten zijn voor het bevestigen van het monster. Controleer nu de vlakheid van het oppervlak. Plaats het monster in contact met een optisch vlak en plaats de twee vervolgens onder een groene monochrome lichtbron.

Observeer lichtbanden die gebogen en gespreid zijn, afhankelijk van de oppervlaktekenmerken. Het oppervlak is voldoende vlak als drie of minder lichtbanden zichtbaar zijn over de diameter van het monster. Het experiment vereist ook een doelplaat en aluminium ring.

Maak de doelplaten van precipitatiegeharde legeringsstaaf. Snijd de ring uit een aluminium buis en boor er zes gelijkmatig verdeelde gleuven in voordat u het polijst. Zet de doelplaat en de aluminium ring samen om een ​​assemblage te produceren die lijkt op deze.

Monteer vervolgens de assemblage op de doeldragerring. Wanneer dit is voltooid, zal de assemblage koperpennen bevatten voor het aansluiten op de trigger- en kanteldiagnostikacircuit. Monteer de ring op de doeldrager.

Verzamel de componenten van de hittebestendige sabot. Deze omvatten de monsterhouder, het monster en de alumina schroeven. Het omvat ook de alumina silicaatlavasteenbuis en de aluminium lichaamsbuis met de dop.

Werk nu met de dop. De dop heeft een oogbout. De groeven hebben een afdichtings-O-ring en PTFE-sleutel.

Leidt een thermokoppeldraad door de bodem. Gebruik epoxy om de dop aan de achterkant van de aluminium buis te hechten. Aan de voorkant van de aluminium buis epoxy de lavasteenbuis.

Trek de thermokoppeldraad van de dop door de buizen naar de monsterhouder en hecht de monsterhouder aan de lavabuis. Nadat de lijm is opgedroogd, bevestigt u het monster aan de monsterhouder met de alumina schroeven. Voordat u verdergaat, moet u ervoor zorgen dat de vlakheid van de voorkant van het monster niet is veranderd.

Begin nu met werken met het gaspistool bij de impactkamer. Monteer een drie-as bewegingsfase op een staaf boven de loop van het pistool. Bevestig aan de fase een prismahouder met een precisie optisch uitlijningsprisma.

Lijm vervolgens een spiegel met de eerste oppervlakte over de monsterschijf. Plaats vervolgens de sabot en de loop van het pistool met het monster naar buiten. Plaats een spiegel met de eerste oppervlakte op het doelwit en plaats de doelwithouderassemblage op zijn plaats.

Roteer voorzichtig het prisma om tussen de doel- en monsterschijven en hun spiegels te zijn. Gebruik een verspreide lamp om een ​​ruwe uitlijning van de platen uit te voeren. Pas de fase aan om een ​​enkele continue weerspiegelde afbeelding van de lamp van alle oppervlakken van het prisma te bereiken.

Ga door om een ​​fijne uitlijning te bereiken met behulp van een autocollimator. Draai alle positioneringsschroeven op de doeldrager vast en verwijder de bewegingsfase, het prisma en de spiegels. Verplaats de sabot naar het breecheinde van het gaspistool en sluit de thermokoppel aan op de temperatuurmonitor.

Stel op dit punt de doppler velocimeters op. Dit vereist een optische vezel focusersonde die in een aluminium buis is geëpoxeerd. Verbind de optische focuser met een all-fiber-optic NDI TDI interferometer.

Neem nu de focuser assemblage naar de doeldrager. Deze bevindt zich buiten de doelwitkamer voor demonstratie. Gebruik de bijgevoegde hoeveelheid aan de achterkant om de focuser te ondersteunen.

Richt de focuser op het achterste oppervlak van het doelwit. Schakel de laser in en pas de positie van de focuser sonde aan met behulp van de schroeven op de focuser assemblage. Stop na het bereiken van de juiste lichtkoppeling en signaaloptimalisatie.

Pas de variabele verhoudingskoppeling aan om de intensiteit van het referentie- en doppler verschoven licht te matchen om het signaal te optimaliseren. Nadat alle voorbereidingen zijn voltooid, verzegelt u de breech doelwitkamer en evacueerd u de loop van het pistool tot minder dan 100 millitorr. Verplaats de verwarmer naar de positie en zet hem aan.

Verhoog de temperatuur in stappen van 100 graden Celsius om de gewenste monstertemperatuur te bereiken. Druk de afvuurdump en laadkamers. Zorg er ook voor dat de sabot catcher aan de impactkamer is bevestigd.

Met alles op zijn plaats, zet de verwarmer uit en beweeg deze onmiddellijk naar de heater-well. Noteer de temperatuur van de thermokoppel op het monstersoppervlak. Vanaf hier gaat u verder met de normale afvuursequentie.

Dit is een voorbeeld van geregistreerde spanning als functie van tijd tijdens een typische omgekeerde geometrie normale plaatimpact experiment. De rode spoor is het trigger signaal van de spanningsgebaseerde pinnen. Het verschil tussen de trigger tijden van de eerste en laatste pinnen geeft een schatting van de maximale kanteltijdens impact.