Методическая статья

Проведение повышенные температуры нормальной и комбинированный давления сдвига пластины воздействия эксперименты через систему нагреватель казенник Сабо

DOI:

10.3791/57232

⸱

7 августа 2018 г.

 ,  , 
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Case Western Reserve University

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Здесь мы представляем подробный протокол нового подхода для проведения воздействия обратной нормальной пластины при повышенной температуре и влияние комбинированных давления и сдвига пластины. Этот подход предполагает использование подогреватель казенник резистивный катушки для нагрева образца, состоявшейся в интерфейсных термостойкие Сабо до желаемой температуры.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Представлен новый подход к нормальной или комбинированного давления сдвига пластины воздействия экспериментов на тест температур до 1000 ° C. Этот метод позволяет при повышенной температуре пластины влияние экспериментов, направленных на зондирующего динамического поведения материалов под термомеханические крайностей, а смягчающие несколько специальных экспериментальных проблем при выполнении подобных экспериментов используя подход воздействия обычных пластины. Пользовательские приспособления изготовлены в казенник-конец одноступенчатых газа пистолет на Западный резервный университет Кейза; Эти варианты адаптации включают расширение высокой точностью кусок из стали SAE 4340, который стратегически предназначен для сопряжения существующих ствол при обеспечении высокой толерантности матч в отверстие и пазом. Кусок расширение содержит вертикальные цилиндрические нагреватель колодец, который дома нагреватель Ассамблеи. Резистивный катушки нагреватель головы, может достигать температуры до 1200 ° C, прилагается к вертикального ствола с осевой/вращательных степеней свободы; Это позволяет тонких металлических образцов, состоявшейся в интерфейсных термостойкие Сабо нагревается равномерно по всему диаметром до желаемого испытательной температуры. При нагревании пластину флаер (в данном случае, образец) в конце ствола ствол вместо в конце целевой, несколько важнейших экспериментальных задач может быть предотвращено. К ним относятся: 1) тяжелые изменения в выравнивание целевой пластины при нагреве вследствие теплового расширения нескольких составляющих целевой сборки держателя; 2) проблемы, которые возникают из-за элементов, диагностика, (т.е., полимерной голографической решетки и оптические зонды), слишком близко к подогревом целевой сборки; 3) проблемы, которые возникают для целевой пластин с оптического окна, где решающее значение допусков между образца, скрепление слой и становится все труднее поддерживать при высоких температурах; 4) в случае использования комбинированных сжатия сдвига пластины воздействия эксперименты, потребность в высокотемпературной устойчивостью дифракционными решетками для измерения скорости поперечной частиц на свободной поверхности цели; и 5) ограничения на скорость удара, необходимых для однозначной трактовки измеренной свободной поверхности скорости против профиль времени из-за тепловой размягчения и возможно приносит ограничивающего целевой плит. Используя приспособления, упомянутых выше, мы представляем результаты из серии экспериментов воздействия обратной геометрии нормальной пластины на коммерческих чистоты алюминия в диапазоне температур образца. Эти эксперименты показывают снижение скоростей частиц в затронутые государства, которые являются ориентировочными размягчение материала (уменьшение стресса после выхода потока) с увеличением температуры образца.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В инженерных приложениях материалы подвергаются широкий спектр условий, которые могут быть статическими или динамическими в природе, в сочетании с высоким уровнем деформации и температуры в диапазоне от комнаты до плавления. Под этими крайностями термомеханические материала поведение может варьироваться; Таким образом за почти полвека, несколько экспериментов были разработаны направлена к зондирующего динамической реакции и/или другие характеристики материала поведения, в то время как под контролем загрузки режимов1,2,3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14. для металлов, загружены на низких промежуточных штамм ставок (10-6-10 0/s), серво гидравлические или точности винт, универсальные установки для испытаний были использованы для изучения материала ответ подвергаются различные режимы загрузки и уровни деформации. Но как прикладной деформации рост ставок за пределами промежуточных штамм цены (т.е., > 102/s), другие экспериментальные методы становятся необходимыми для зонда механические ответ. Например при загрузке ставки 103/s 5 ×10/4s-полноразмерная или миниатюрных Сплит-Хопкинсон давление бары включить такие измерения производится8,15.

Традиционно, легкие пушки газовые и/или взрыву ведомый тарелка воздействия экспериментов были использованы для изучения динамических неупругости и другие явления, такие как spallation, или этап преобразований, которые происходят с очень высокое напряжение ставок (105-10 7/s)16,,1718,19,20,21,22, или комбинации высоких давлений и динамической загрузки. Обычно, плита воздействия эксперименты включают запуск флаер пластины, перевозимых Сабо, первоначально в конце ствола газовый пистолет, который затем проходит по всей длине ствола и производится столкнуться с тщательно унифицированных стационарных целевой пластины на влияние камеры. В результате воздействия нормальной или комбинированного давления и касательные напряжения создаются во флаер/целевой интерфейс, который путешествие через пространственные размеры плит, как волны продольной или комбинированные продольные и поперечные стресс. Прибытие этих волн на поверхности задней пластины целевой влияют на скорость мгновенного свободной поверхности частицы пластину целевого объекта, который обычно контролируется с помощью интерферометрических методов. Чтобы разрешить интерпретации измеренных частиц скорости по сравнению с время истории, это необходимо, что самолет волны с передней параллельно поверхности влияния создаваться после воздействия14,23. Для обеспечения результативности бывшего, должно произойти с углом наклона влияние порядка меньше одной Милли радиан12,24, с ударных поверхностей Плоскостность лучше, чем несколько микрометров5,25.

Пластина воздействия эксперименты были адаптированы для включать нагревательные элементы, которые позволяют исследования поведения материала для расширения в термомеханических крайности26,27,,2829. Эти приспособления обычно включают добавление индуктора, или резистивный нагревательный элемент до конца целевого газа Гун; Хотя было показано, что эти приспособления экспериментально возможно, подход неизбежно приводит к специальных экспериментальных проблем, которые требуют тщательного соображений. Некоторые из этих экспериментальных осложнений включают дифференциального термического расширения различных составляющих Ассамблеи держатель целевых и/или Юстировочное приспособление при обогреве пластину целевой (образец), которая требует корректировки в режиме реального времени выравнивание, обычно из средств телемеханики выравнивание с непрерывной обратной связи для поддержания решающее значение параллелизма терпимости между пластину образца и целевой. В случае давления сдвига пластины воздействия экспериментальной схемы, Отопление образца требует обычных полимерные решетки заменить высокотемпературные стойкие металлические решетки для того, чтобы контролировать скорость поперечной частицы на свободной поверхности Целевой пластины. Кроме того Отопление образца можно добавить ограничения на скорость удара, которые могут быть использованы в некоторых экспериментальных схем, таких как в высокой нагрузки курс комбинированный давления и сдвига пластины влияние конфигурации, где могут потребоваться особые соображения чтобы предотвратить однозначной интерпретации экспериментальных результатов, которые рассчитываются что используя акустический импеданс передней и задней плиты, который может быть зависит от температуры. И наконец для других экспериментальных схем, которые требуют целевой плита с оптическое окно, допуски между образца, Бонд слой, и/или покрытия, становится все труднее поддерживать высокие температуры19.

Чтобы облегчить экспериментальных задач, упомянутых выше, мы сделали пользовательские адаптации существующих одноступенчатых газа гун расположен в случае Вестерн Резерв университета (КЕЙЗА)7,,3031,32 . Эти изменения позволяют тонких металлических образцов, состоявшейся в интерфейсных термостойкие Сабо нагревается до температуры свыше 1000 ° C, до стрельбы, которые позволяют высокой температуры нормальной или комбинированного давления сдвига пластины воздействия экспериментов, чтобы быть проведено. В отличие от большинства традиционных подходов, используемых для исследования воздействия повышенной температуры плиты этот метод было показано, чтобы облегчить некоторые из экспериментальных задач, описанных выше. Например этот подход использовался для реально достичь углы наклона менее чем одной Милли радиан без необходимости для удаленного наклона перестройки30, или дополнительные оптические элементы для мониторинга изменения наклона во время эксперимента. Во-вторых поскольку целевой пластина остается при температурах окружающей среды, этот метод не требует необходимость специальной высокотемпературной устойчивостью голографической решетки для измерения скорости поперечной частиц в экспериментах наклонный воздействия; Кроме того, выше соударений может использоваться без риска приносит целевой пластины и таким образом, уменьшить сложности в интерпретации экспериментальных результатов. Для добавления, этот подход может использоваться для выполнения высоких температур реверс геометрии нормальной пластины воздействия экспериментов, которые обеспечивают нас-Up отношения для выбора образца материала. Они могут быть получены через сопротивление соответствующие методы, или, Кроме того, анализ разрежения вентилятора от задней поверхности образца, которые несут информацию об изменениях в образец ударной скорости во время разгрузки33,34 . В повышенной температуре комбинированного давления сдвига пластины влияние конфигурации этот подход позволяет динамической неупругости тонких пленок для изучения до широкого температурного и диапазон пластической деформации и нагрузку скорость до 107/s в зависимости от толщины тонких образцов16,27,29.

Мы представим протоколы, необходимые для выполнения типичный повышенной температуры плиты воздействия эксперимент говорилось выше. Это будет сопровождаться раздел, посвященный представителя результаты, полученные с использованием метода настоящего. И наконец обсуждение результатов будет представлен до завершения.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. образец и целевая подготовка материала

Примечание: В протоколе ниже, мы будем подробно шаги, необходимые для подготовки образца и целевой материалы, которые будут использоваться позже в эксперименте воздействия обратной геометрии нормальной пластины. В этой установки будет запущен через одноступенчатый газовый пистолет и флаер пластина (также образец), состоявшейся в передней части Сабо, воздействие стационарные цели пластина размещается в зале целевой газовый пистолет. Типичный флаер и целевых пластины Ассамблеи описанные в следующий протокол схематически показано на рисунке 1.

  1. Раздел 99,999% коммерческих чистоты поликристаллического алюминиевой катанки в диски, которые позже будут использоваться как листовка пластины (образцы).
    Примечание: Это можно сделать с помощью пилы медленной скорости для того, чтобы избежать высоких температур и остаточных напряжений в заготовку.
  2. Лицо и поверните образца диски на токарном станке диаметром 76 мм и толщину стенок 5,6 мм.
  3. Просверлите три правильно 5 мм в диаметре на 62 мм диаметр смелые круг на дисках образца, которые позже будут использоваться для обеспечения образцов Сабо.
  4. Измельчить обе стороны пластины образца для достижения плоскостности и параллелизма терпимости около 10 мкм на диаметр образцов.
    1. Выполните грубый круг на поверхности пластины образца с помощью коммерческих доводочные машины с относительно грубых частиц размером (10-20 мкм).
      Примечание: Вес могут добавляться в этот шаг до тех пор, пока внахлест поверхностей достигают даже скучно серый, указывающее единообразия по всей диаметр диска.
    2. Тщательно очистите внахлест образцы с использованием этанола для удаления остаточных частиц и минеральное масло. Затем польский обе поверхности пластины образца 1 мкм алмазная паста на полировки тканью.
    3. Проверка плоскостности образцов, наблюдая светлые полосы интерес под зеленым монохроматического источника света16через оптический квартиру при контакте с поверхностью.
      Примечание: Плоскость может быть определена количественно, наблюдая кривизны светлых полос на поверхности образца, или путем подсчитывать количество полос по диаметру, как показано на рисунке 2.
      1. Перемещение на следующий шаг, если 3 свет полос или меньше видны через диаметр образца, указав, ровность приблизительно 2 мкм. в противном случае, повторите шаги 1.4.1 - 1.4.3 до 3 светлые полосы или лучше достигается.
  5. Повторите шаги 1.1-1.3 для изготовления пластин целевой. Раздел стержень сплава закаленные (высокая прочность) осадков (Таблица материалов) на диски и затем машина с диаметром 25 мм и толщиной 7 мм. Наконец шлифуют обе стороны квартира около 10 мкм.
    1. Коленях обе поверхности плит целевой на доводочные машину с помощью 15 мкм глинозема порошок в минеральном масле до поверхности достичь даже скучный серый вид.
      Примечание: Размер эквивалентного частиц суспензии алмазные может использоваться для достижения скорости удаления и лучше поверхности вдумчиво. Кроме того можно использовать веса.
    2. Повторите шаг 1.4.2.
    3. Проверка плоскостности целевой пластин, повторив шаг 1.4.3. Если наблюдается 1 светло-полоса или лучше перейти к следующему шагу. В противном случае повторите шаги 1.4.1 - 1.4.3 до достижения 1 светло-полоса или лучше. Если необходимы голографической решетки, перейдите к шаг 1.5.4, в противном случае перейдите к шагу 1.6.
  6. Используйте аналогичную процедуру, как описано в шаге 1.1-1.3 изготовить алюминиевые кольца.
    1. Разделе алюминиевой трубы с наружной и внутренней диаметром 41 мм и 32 мм, соответственно, в кольца, а затем сталкиваются стороны толщиной 7 мм.
    2. Просверлите шесть правильно слотов диаметром 3 мм на 34,5 мм диаметр окружности болт. Они будут позже дом шесть предвзятым меди контактов напряжения, которые позволят измерения наклона на воздействия.
    3. Измельчить, коленях, чистота и польский обе поверхности алюминиевых колец, используя процедуры, подробно описанные в шаге 1.4.
  7. Придерживайтесь плоский целевой пластины для алюминиевое кольцо, с помощью двух частей эпоксидной смесь на плоскую, обеспечение буровой установки, как показано на рисунке 3. Разрешить эпоксидной смолы вылечить на ночь при комнатной температуре.
    Примечание: Две части обеспечены плоские стальные сцену с помощью трех винтов, которые нежно руку затягивать так что прикладной давление на цель и кольцо предотвращения утечки наружу эпоксидной.
    1. Удалите любые оставшиеся клей от радиальные пазы или поверхности плит с помощью ацетона.
    2. Вставьте целевой сборки пластины/алюминиевые кольца в POM кольца.
      Примечание: POM диск позднее на будет установлен-держатель целевых с вращательных степеней свободы, которая позволит выравнивание тестовых материалов в рамках ствол.
    3. Отметьте положение шести радиальные пазы на внутренний шаг POM кольца и шесть отверстия через толщиной в отмеченные места.
    4. Раздел 6 медные контакты от золотника 15 AWG эмалированный медный провод длиной ~ 50 мм и удалить эмалированные изоляции слоя от двух из них. Нажмите булавки в пазы в симметричной картины: два контакты заземления размещены в противоположных точках круга. Нажимаем контакты через отверстия и оставить примерно 2 мм, выступающие наружу от поверхности кольца.
      Примечание: Контакты используются для измерения угла наклона и предоставляют сигнал триггера.
    5. Придерживайтесь Бент концы медные контакты к поверхности задней POM кольца с помощью эпоксидной очень быстро параметр.
    6. Использование низкой вязкости смеси двух частей эпоксидной для уплотнения разрыв между алюминиевое кольцо и внутренней стеной POM кольца. Разрешить эпоксидной смолы вылечить на ночь при комнатной температуре.
  8. Удалите избыток 2 мм медные булавки, торчащий из поверхности алюминиевого кольца. Первый раздел, избыток булавки с роторный инструмент, а затем песок, оставшееся до поверхности с помощью мокрой бумаги 300 зерна песка, до тех пор, пока контакты являются почти заподлицо на поверхности алюминиевого кольца.
    1. На коленях, чистота и польский всей Ассамблеи, повторив шаги 1.4.1-1.4.3. Убедитесь, что весь внахлест Ассамблея плоские, чтобы в течение 2-3 светлых полос.
    2. Припой заканчивается шести медные контакты на задней поверхности POM кольца и смонтировать POM кольца для владельца целевой, используя четыре булавки POM диаметр 6,35 мм.

2. Ассамблея пользовательских термостойкие Сабо

  1. Соберите компоненты сборки для жаропрочных Сабо, показанный на рисунке 4.
  2. Прикрепите рым-болт в конце нижней алюминиевой крышкой и обеспечить уплотнительное кольцо и PTFE ключ в пазах крышку.
    Примечание: Ключ и уплотнительное кольцо используются для предотвращения наклона и вращения Сабо во время его путешествия в ствол пушки.
    1. Тянуть провода термо пара через отверстие в нижней части крышки и закрепите провода термо пара в разъем.
  3. Придерживайтесь колпачок к back-end и полностью произвели глинозема силикатных лавы рок трубки для интерфейсных алюминиевой трубки с помощью быстрой настройки двух частей эпоксидной смолы.
  4. Выньте зонд термо пара через отверстие в держателе образца 76,2 мм диаметр Н13 инструмент стальной сплав.
  5. Придерживайтесь держателя образца Н13 для интерфейсных лавовые трубки с помощью высокой температуры цемента, или эквивалентные высокая температура клея.
  6. Примените цемент высоких температур вокруг 25 мм диаметром и 3 мм толщиной лавы диск сидит на вершине концентрических отверстие диаметром внутреннего через толщиной 19 мм держателя Н13. Разрешить высокая температура цемента для высыхания на ночь при комнатной температуре.
  7. Обеспечить образец Н13 держатель образца с помощью трех винтов глинозема и что плоскость образца не изменяется с помощью протокола, описанные в 1.4.3.

3. Ассамблея тестовых материалов в пределах газовый пистолет

  1. Передняя поверхность образца и цели с изопропиловым спиртом, а затем использовать ленту для обеспечения первой поверхности зеркала на поверхность каждого.
  2. Винт затягивайте этап 3-оси движения на экструзии стержень выше пистолет баррель в зале воздействия и прикрепите держатель Призма, перевозящих призму оптической точности на сцену.
  3. Тянуть веревку через ствол и придают веревку Сабо через рым-болт на алюминиевый колпачок.
  4. Место Сабо в ствол с образцом, обращенной к палате воздействия и поместите целевой сборки держатель в целевой камеру перед образца.
  5. Совместите позицию мишени, регулируя четыре булавки позиционирования POM, до тех пор, пока первый поверхности зеркала на целевом выравнивается по первой поверхности зеркала на образце.
    1. Выполните грубо выровнять параллелизма между образца и целевой пластины рассеянный колба и отражающих зеркал. Отрегулируйте стадии до одно непрерывное отражение изображение колбы можно увидеть со всех поверхностей на призму выравнивание.
  6. Использование авто коллиматор24 для достижения тонкой выравнивание.
    1. Отрегулируйте стадии до отраженное изображение креста от задней поверхности призмы выравнивается с изображением, отраженного от первого поверхности зеркала на образце.
    2. Отрегулируйте поворачивая позиционирования винта на держателе целевой отраженное изображение креста от задней поверхности призмы выравнивается с изображением, отраженного от первого поверхности зеркала на целевом целевой сборки.
  7. Удалите первый поверхности зеркала из образца и цели. Также удалите отражающих зеркал, Призма, Призма держателя и этапа перестройки от воздействия камеры.
  8. Вытяните Сабо в казенник-конец газ пистолет с помощью веревки, а затем удалить веревки из крышки.
  9. Оставьте ~ 2,5 мм расстояние между Сабо и нагреватель головы и соответственно отрегулировать длину винтов, которые предотвращают движение обратно Сабо на затвор.
  10. Подключите тепловой пара для диагностического контроля температуры.
    Примечание: Тепловой пара проводов на конце монитор температуры был введен внутрь ствола через вакуумных труб с помощью проходной.

4. расположение и выравнивание диагностики на основе лазера

  1. Положите два резьбовых анкеров в отверстия на задней части держателя зонд фокусера. Завинтите два винта через якорей, до тех пор, пока они достигают POM для включения свободу менять угол падающего луча.
    1. Просверлите отверстие через толщиной в нижней части держателя зонд фокусера и закрепите его на резьбовые цилиндрический магнит.
    2. Тянуть и волоконно-оптических фокусера зонд через алюминиевой трубки и клей зонд в алюминиевой тубе, применяя загородный быстрый набор эпоксидной вокруг головы зонда и кончик алюминиевой трубки. Вставьте головку зонда как вперед в трубку как можно, но не забудьте оставить объектива зонда от эпоксидной смолы. Подождите, пока закаленные эпоксидной загородный быстрый набор.
    3. Подключите оптический фокусера все волоконно оптических НДИ/TDI интерферометра31и место фокусера Ассамблея на держателе целевой, направленный к задней поверхности мишени.
  2. Включите лазер, в этом случае волокна эрбия 2W сочетании лазер, 0,2-0,4 Вт мощности. Далее Отрегулируйте положение зонда фокусера винтами крепится на фокусера Ассамблея пока не достигнуто хорошее сцепление света и приобретенных сигнал оптимизирован.
  3. Настройка переменных соотношение стяжка соответствует интенсивности ведения и Допплер смещается света до тех пор, пока сигнал отбирается осциллограф оптимизирован.
    Примечание: Если требуется диагностика поперечного движения, пожалуйста просмотрите шаги 4,5-4,6.
  4. Положите два резьбовых анкеров в отверстия на задней части держателя фокусера POM и затем затяните два винта через якоря до тех пор, пока они трогают POM.
    1. Просверлите отверстие через толщиной в нижней части держателя зонд фокусера и закрепите его на резьбовые цилиндрический магнит.
    2. Тянуть и волоконно-оптических коллиматор зонд через алюминиевой трубки и клей зонд в алюминиевой тубе, применяя загородный быстрый набор эпоксидной вокруг головы зонда и кончик алюминиевой трубки. Вставьте головку зонда как вперед в трубку как можно, но не забудьте оставить объектива зонда от эпоксидной смолы. Подождите, пока закаленные эпоксидной загородный быстрый набор.
    3. Повторите вышеуказанные шаги в 4.4 сделать две сборки и положил их в зале воздействия.
  5. Отрегулируйте позиции и углы принимающей коллиматоры оптического волокна с магнитом и два винта на держателе POM, до тех пор, пока интенсивность первого порядка дифрагированных балок измеряется мощность мониторов оптимизирован.
  6. Отключите монитор питания и подключите два приема коллиматоры к все волоконно оптических TDI интерферометра31.

5. выполнение высокой температуры обратной геометрии нормальный/давление сдвига пластины воздействия экспериментов

  1. Зафиксируйте основной фланец, завинтив четыре зажимы на входе влияние камеры, а затем закройте камеры, с помощью полиэфирная пленка болтами к вторичной фланца.
  2. Повысить давление печать ~ 207 кПа, а затем закройте газовый пистолет на конце ствола, затянув винты во фланце.
  3. Включите вакуумный насос казенник, а затем включите целевой палата конце вакуумного насоса.
  4. Убедитесь, что не движение Сабо к камере, вызванные разницей давления между передней и задней части Сабо. Подождите до тех пор, пока Палата эвакуированы на давление менее 100 mTorr.
  5. Включите систему измерения скорости воздействия на основе лазера амплитуда Сабо.
  6. Перемещать нагреватель вплоть до указанной позиции и включите нагреватель. Увеличивайте температуру нагревателя с шагом 100 ° C, пока не будет достигнут желаемый образец температуры.
  7. Давление включения камеры дампа ~ 1103 кПа и камеры нагрузки до желаемого уровня в зависимости от выбранного влияние скорости. Кроме того обеспечить Сабо зрелище в палату воздействия.
  8. Выключите прибор и немедленно перемещать нагреватель вверх к нагреватель хорошо. Запись температуры отображается на диагностический монитор измерения от термопар Сабо на поверхности образца.
  9. Сразу же откройте клапан для печать и выпуска дамп обжиг камеры после уплотнения давление падает до нуля.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

82,5 мм отверстие, длина 6 м, одноступенчатый газовый пистолет на КЕЙЗА способен ускорения 0,8 кг снарядов на скорости до 700 м/с был использован в настоящее время экспериментов. Рисунок 5 показывает фотографию объекта модифицированных газ пистолет на КЕЙЗА. До стрельбы, пользовательские разработан Сабо размещается в нагреватель удлинителем, показанный на рисунке 6. Расширение часть осуществляет вертикальный обогреватель ну включ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Метод и протокола указано выше подробные процедуры для надлежащего выполнения обратной геометрии нормальной пластины воздействия эксперимент при повышенных температурах. В этом подходе мы делаем пользовательские модификации ствол в конце высокого давления (затвор) существующей газовой пушки в Западный резервный университет Кейза, дом резистивный нагревательный прибор катушки с осевой и вращательных степеней свободы. Система катушки резистивный нагревательный прибор позволяет тонких алюминиевых образцов, состоявшемся в ин...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы хотели бы признать финансовой поддержке Министерства энергетики США через руководство науки академических Альянс МЭ/НАЯБ (де-NA0001989 и де-NA0002919) в проведении этого исследования. Наконец авторы хотели бы поблагодарить за их сотрудничество в поддержку проходящих усилия в текущие и будущие расследования Лос-Аламосской национальной лаборатории.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
99,999% коммерческой чистоты поликристаллический алюминийГудфеллоуAL007970Материал для флаерной пластины (образец)
H13 инструментальная стальЦентр изготовления CWRUН/АМатериал для держателя образца
Раствор обработки и старения Сплав Инконель 718Высокотемпературные металлыН/Д(1.005/1.015)" Диаметр x 24", Материал для целевой пластины
Фоторезист S1805MicroChemN/AМатериал фоторезиста для голографической решетки
Проявитель CD-26MicroChemN/AПроявитель фоторезиста для голографической решетки
Алюминиевая трубка 6063McMaster-Carr4568T19Материал кольца в сборе мишени
Черный делрин (R) Стержень из ацетальной смолы (диаметр 4-1/2")McMaster-Carr8576K81Материал для держателя Delrin в сборе мишени
Белый стержень из ацетальной смолы Delrin (R) (диаметр 1/4")McMaster-Carr8572K51Материал для штифтов Delrin в сборе мишени
Алюминиевая трубка 6061McMaster-Carr9056K24Материал корпуса в сборе снаряда
Алюминиевый стержень 6061McMaster-Carr8974K88Материал для колпачка в сборе
снаряда Тефлоновый листMcMaster-Carr8711K98Материал для ключа
LAVA-FF - Глинозем Силикатный дискТехнические изделияCWR-033116-1
LAVA-FF - Глиноземистая силикатная трубкаТехнические изделияALR11515
Глиноземная сковорода Болт с прорезной головкойCeramcoA83200PANSLT0.500
409 N70 Уплотнительное кольцо Buna-NУплотнительное кольцо МагазинB70409
Loctite Hysol 9412 клейLoctite83107
Высокий Температурные цементыOMEGA EngineeringOB-300
Сверхбыстросхватывающаяся эпоксидная смолаEllsworth4001
Майларовый листMcMaster-Carr8567K94

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Davies, R. M. A critical study of the Hopkinson pressure bar. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 240, 375-457 (1948).
  2. Kolsky, H. An investigation of the mechanical properties of materials at very high rates of loading. Proceedings of the Physical Society. Section B. 62, 676(1949).
  3. Gilat, A., Cheng, C. -S. Torsional split Hopkinson bar tests at strain rates above 104s− 1. Experimental Mechanics. 40, 54-59 (2000).
  4. Harding, J., Wood, E., Campbell, J. Tensile testing of materials at impact rates of strain. Journal of Mechanical Engineering Science. 2, 88-96 (1960).
  5. Clifton, R. J., Klopp, R. W. Pressure-shear plate impact testing. Metals handbook. 8, 230-239 (1985).
  6. Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. Mechanical Response of 99.999% Purity Aluminum Under Dynamic Uniaxial Strain and Near Melting Temperatures. International Journal of Impact Engineering. 113, 180-190 (2017).
  7. Wang, T., Zuanetti, B., Prakash, V. Shock Response of Commercial Purity Polycrystalline Magnesium Under Uniaxial Strain at Elevated Temperatures. Journal of Dynamic Behavior of Materials. 3, 497-509 (2017).
  8. Dike, S., Wang, T., Zuanetti, B., Prakash, V. Dynamic Uniaxial Compression of HSLA-65 Steel at Elevated Temperatures. Journal of Dynamic Behavior of Materials. 3, 510-525 (2017).
  9. Okada, M., Liou, N. -S., Prakash, V., Miyoshi, K. Tribology of high speed metal-on-metal sliding at near-melt and fully-melt interfacial temperatures. Wear. 249, 672-686 (2001).
  10. Prakash, V., Clifton, R. J. Fracture Mechanics: Twenty Second Symposium (vol. 1). , Astm Special Technical Publication. (1992).
  11. Prakash, V., Mehta, N. Uniaxial Compression and Combined Compression-and-Shear Response of Amorphous Polycarbonate at High Loading Rates. Polymer Engineering and Science. 52, 1217-1231 (2012).
  12. Lee, Y., Prakash, V. Dynamic fracture toughness versus crack-tip speed relationship at lower than room temperature for high strength 4340VAR structural steels. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 46, 1943-1967 (1998).
  13. Lee, Y., Prakash, V. Dynamic brittle fracture of high strength structural steels under conditions of plane strain. International Journal of Solids and Structures. 36, 3293-3337 (1999).
  14. Yuan, F., Prakash, V., Lewandowski, J. J. Shear yield and flow behavior of a Zirconium-based bulk metallic glass. Mechanics of Materials. 42, 248-255 (2010).
  15. Shazly, M., Prakash, V., Draper, S. Mechanical behavior of Gamma-Met PX under uniaxial loading at elevated temperatures and high strain rates. International Journal of Solids and Structures. 41, 6485-6503 (2004).
  16. Klopp, R., Clifton, R., Shawki, T. Pressure-shear impact and the dynamic viscoplastic response of metals. Mechanics of Materials. 4, 375-385 (1985).
  17. Arvidsson, T. E., Gupta, Y., Duvall, G. E. Precursor decay in 1060 aluminum. Journal of Applied Physics. 46, 4474-4478 (1975).
  18. Gilat, A., Clifton, R. Pressure-shear waves in 6061-T6 aluminum and alpha-titanium. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 33, 263-284 (1985).
  19. Barker, L., Hollenbach, R. Shock wave study of the α⇄ε phase transition in iron. Journal of Applied Physics. 45, 4872-4887 (1974).
  20. Shazly, M., Prakash, V. Shock response of a gamma titanium aluminide. Journal of Applied Physics. 104, 083513(2008).
  21. Yuan, F., Prakash, V., Lewandowski, J. J. Spall strength and Hugoniot elastic limit of a Zirconium-based bulk metallic glass under planar shock compression. Journal of Materials Research. 22, 402-411 (2007).
  22. Yuan, F. P., Prakash, V., Lewandowski, J. J. Spall strength of a zirconium-based bulk metallic glass under shock-induced compress ion-and-shear loading. Mechanics of Materials. 41, 886-897 (2009).
  23. Prakash, V. A pressure-shear plate impact experiment for investigating transient friction. Experimental Mechanics. 35, 329-336 (1995).
  24. Kumar, P., Clifton, R. Optical alignment of impact faces for plate impact experiments. Journal of Applied Physics. 48, 1366-1367 (1977).
  25. Prakash, V. Time-resolved friction with applications to high speed machining: experimental observations. Tribology Transactions. 41, 189-198 (1998).
  26. Frutschy, K., Clifton, R. High-temperature pressure-shear plate impact experiments using pure tungsten carbide impactors. Experimental mechanics. 38, 116-125 (1998).
  27. Frutschy, K., Clifton, R. High-temperature pressure-shear plate impact experiments on OFHC copper. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 46, 1723-1744 (1998).
  28. Zaretsky, E., Kanel, G. I. Effect of temperature, strain, and strain rate on the flow stress of aluminum under shock-wave compression. Journal of Applied Physics. 112, 073504(2012).
  29. Grunschel, S. E. Pressure-shear plate impact experiments on high-purity aluminum at temperatures approaching melt. , Brown University. (2009).
  30. Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. A Novel Approach for Plate Impact Experiments to Determine the Dynamic Behavior of Materials Under Extreme Conditions. Journal of Dynamic Behavior of Materials. 3, 64-75 (2017).
  31. Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. A compact fiber optics-based heterodyne combined normal and transverse displacement interferometer. Review of Scientific Instruments. 88, 033108(2017).
  32. Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. Mechanical response of 99.999% purity aluminum under dynamic uniaxial strain and near melting temperatures. International Journal of Impact Engineering. 113, 180-190 (2018).
  33. Duffy, T. S., Ahrens, T. J. Compressional sound velocity, equation of state, and constitutive response of shock-compressed magnesium oxide. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 100, 529-542 (1995).
  34. Tan, Y., et al. Hugoniot and sound velocity measurements of bismuth in the range of 11-70 GPa. Journal of Applied Physics. 113, 093509(2013).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Elevated Temperature Plate ImpactPressure Shear ExperimentsBreech end Sabot HeaterGas Gun ModificationsPhotonic Doppler VelocimeterReverse Geometry ImpactThermal Softening AnalysisHigh Temperature Materials TestingDynamic Material CharacterizationCustom Sabot Assembly

Похожие статьи