Abstract
Динамический перелом тела поздней стадии, как правило, явление изучено в упрощенном условиях, в которых образец деформируется под единой стресса и скорости деформации. Это может быть получено путем равномерного загрузки внутреннюю поверхность цилиндра. В связи с осевой симметрией, а расширяется цилиндр стенки помещают в кольцевое напряжение на растяжение, что является однородным по окружности. Хотя существуют различные методы для создания этого расширения, такие как взрывчатые вещества, электромагнитного привода, и существующие методы газовый пистолет все они ограничены в том, что образец цилиндр должен быть комнатной температуры. Мы представляем новый метод, используя газовый пистолет, что облегчает эксперименты на баллонах из 150 К до 800 К с постоянной, повторяемой нагрузки. Эти высоко диагнозом эксперименты используются для изучения влияния температуры на механизмы разрушения, ответственных за провал, и их влияния на полученной статистики фрагментации. Геометрия эксперимента работаетСталь Огива расположен внутри целевой цилиндра, с наконечником, расположенный примерно на полпути в. одноступенчатый газовая пушка затем используется для запуска поликарбонатный снаряд в цилиндре при 1000 м / сек -1. Воздействие снарядов и обтекает жесткой оживальной, вождение образец цилиндр изнутри. Использование недеформирующаяся оживальной вставки позволяет установить контроль температуры внутри оборудования в задней части цилиндра. Жидкий азот (LN 2) используется для охлаждения и резистивной высокой токовой нагрузки для отопления. Многочисленные каналы повысить, фотон Доплера велосиметрии (PDV) отслеживать скорость расширения вдоль цилиндра благоприятной прямое сравнение с компьютерной симуляции, в то время как высокая скорость формирования изображения используется для измерения напряжения до отказа. Восстановленные фрагменты цилиндр, также подлежат оптической и электронной микроскопии для выяснения механизма отказа.
Introduction
Динамический отказ материала является важным аспектом его общего механического поведения, и имеет отношение к многочисленным отраслей промышленности, включая автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, и военными, чтобы назвать несколько. В то время как отказ при низких деформации-ставок, как правило, изучали с помощью обычных испытаний на растяжение, в котором длинный тонкий образец загружалась в напряженности с концов, при высоких скоростях деформации такая геометрия / конфигурация требует образец, чтобы быть очень маленьким, чтобы поддерживать псевдо-механическое равновесие в течение всего теста. При появлении одной трещины, окружающим материалом будут ослаблены, фактически остановку развития любых смежных участков недостаточности. Это ограничивает количество переломов, которые могут быть одновременно наблюдаемых в одном эксперименте, и предотвращает важную информацию о статистике отказов, которые будут определены.
Расширение тестирования цилиндр хорошо разработанный метод, характеризующий манеру, в которой MateriaLs сбой и фрагмент при высокой скорости загрузки. В тесте, цилиндр из материала, представляющего интерес, равномерно загружен по его внутренней окружности, запуск волну напряжения через стенку и вызывает расширение цилиндра. Вскоре этот радиальная волновая рассеивается и равномерное растяжение обруч стресс по окружности доминирует. Поскольку скорость напряжением и деформацией же вокруг цилиндра характер разрушения и фрагментации регулируется исключительно свойств материала. Тест облегчает вышеупомянутую проблему, как правило, крупные образцы окружности способствовать инициации нескольких сайтов отказа при равномерном стресса 1.
Основная цель при разработке этой экспериментальной техники было для того, чтобы изучение роли температуры в поведении перелома и фрагментации расширяющейся цилиндра. Контроль температуры образца позволит исследование того, как динамической прочности на растяжение, механизма разрушения, и Фрагментация поведение материала зависит. Например, в металлах, повышение температуры может вызвать сдвиг от хрупкой до вязкого разрушения, размещения более пластиковый работу до конечном итоге удается. Некоторые материалы, такие как Ti-6Al-4V может также демонстрируют локализацию адиабатического сдвига 2. В то время как образец деформируется, пластик работа вырабатывает тепло. Если скорость размягчения в результате этого повышения температуры больше, чем скорость упрочнения от деформации, нестабильность может сформировать где большое количество пластической деформации происходит в очень локализованы полосы (полосы сдвига адиабатического). Этот ответ способствовал в Ti-6Al-4V-за его плохой теплопроводности, и потенциально может снизить эффективность ее для таких приложений, как легкий брони.
Этот новый подход тестирование должно удовлетворять двум основным критериям. Во-первых, метод должен производить радиальную скорость деформации порядка 10 4 с -1, как правило, рассматривается в баллистических исобытия воздействия, чтобы сравнение с предыдущими исследованиями, использующих более традиционные схемы погрузки. Во-вторых, механизм привода должен быть не зависит от температуры образца, чтобы обеспечить согласованность между экспериментами. Начальные механизмы расширения цилиндра используется взрывчатку, либо заполнив образец цилиндр 3-5 непосредственно или с помощью промежуточного драйвера. В последнем случае используют буфер 6, где образец помещают на стальной цилиндр, который, в свою очередь, содержит взрывной заряд. Очевидным ограничением является то, что, как образец цилиндра содержит привод материала (в виде взрывчатого вещества) нагревание цилиндра также будет нагревать заряд. Хотя это не может непосредственно привести к инициации заряда много типов взрывчатого вещества содержит полимерный связующий материал, который будет плавиться из образца цилиндра. Точно так же, некоторые взрывчатые вещества становятся очень чувствительны при охлаждении. Это означает, что взрывные диски не подходят для температуры исследования. АльтернативаМетод использует силу Лоренца для расширения - образец помещают над катушкой водителя 7, 8 высокий ток вводится в этой катушки драйвера (обычно толстостенной медной проволоки), вызывая противоположную тока в образце.. Эти противоположные токи связаны магнитные поля, которые действуют друг против друга, магнитное давление движущей образец наружу от внутренней поверхности. Опять же, нагрев материала будет отрицательно влиять на меди привода катушки внутри образца. Газовые пистолеты были использованы для расширения цилиндра с конца 1970-х годов 9. В этих экспериментах материал, используемый для вставки в цилиндр представляет собой полимер, привод приходит в результате обоих снаряда и включить деформируя при ударе. Эта вставка, как правило, из резины или пластмассы 10, прочность и пластичность, которые будут строго зависит от температуры. Отопление сделает вставки слишком мягким, и охлаждение заставить его вести себя в хрупкой образом, так она не преждевременно.
Геометрия опыта состоит из стали Огива установленной внутри целевой цилиндра, с наконечником, расположенный примерно на полпути по длине цилиндра. Одноступенчатый газовая пушка затем используется для запуска снаряда из поликарбоната с вогнутой поверхностью в цилиндре при скоростях до 1000 м / сек -1. Ось цилиндра мишени тщательно выровнены по оси газового ствола, чтобы облегчить воспроизводимой и равномерной нагрузки. Поток воздействия и последующего РОlycarbonate снаряда вокруг псевдо-жесткой стали оживальной, приводит в действие цилиндр в расширении от внутренней стенки. Геометрия оживальной вставкой и вогнутой поверхностью снаряда были тщательно оптимизированы с помощью гидро-кода компьютерного моделирования для создания желаемого расширение цилиндра. Использование 4340 легированной стали для оживальной дает эксперименты с цилиндром при температуре в его прочность значительно выше, чем поликарбоната снаряда в диапазоне температур интереса, обеспечивая механизм привода остается неизменной. Ogives выделенные из нагревании и охлаждении экспериментов только демонстрируют минимальную деформацию в результате воздействия.
Нагрев и охлаждение образца цилиндра осуществляется путем установки контроля температуры аппаратного в обработанной углубление в задней части вставки оживальной. Для охлаждения образца до криогенных температур (~ 100 К), выемка в оживальной герметизируют с алюминиевой крышкой и жидкий азот Fмычали через полость. В целевой цилиндра имеет большую площадь контакта с оживальной образец охлаждают посредством проводимости. Для нагрева целевой цилиндр в температурах, близких к 1000 К, керамики и нихрома резистивный нагреватель размещен в углублении оживальной. Высокий ток питания обеспечивает до 1 кВт, нагрев стрельчатыми и цилиндр. Цилиндр и Огива термически изолированы от цели установки в одноступенчатой газовой горелки через использование MACOR керамических прокладок. Бак также провел при умеренном вакууме (<0,5 Торр) в ходе эксперимента, который помогает тепловой манипуляции.
Для того, чтобы диагностировать процесс фрагментации цилиндра, опытно-конструкторских включает в себя несколько каналов преобразования частоты PDV, чтобы измерить скорость расширения в точках вдоль цилиндра. PDV является относительно новым 11, оптическое волокно на основе интерферометрии техника, которая позволяет измерение поверхностных скоростей во высоко динамичных событий, Во время измерения PDV, доплеровского сдвига света, отраженного от движущейся поверхности интереса с использованием волоконно-оптического зонда сочетается с ООН сдвинуты света, создавая частоту биений, которая прямо пропорциональна скорости движущейся поверхности. По сути, система PDV является быстро интерферометр Майкельсона с помощью достижений в ближней инфракрасной (1550 нм) коммуникационных технологий для записи частоты биений в диапазоне ГГц. Система крепления для 100 мм с фокусным расстоянием ПДВ зондов, используемых в данном исследовании гарантирует, что они изолированы от температуры цилиндра и обеспечивает легкий выравнивание. Дополнительным преимуществом использования 100 мм фокусным расстоянием зондов является то, что они обеспечивают достаточную оптическую доступ для обеспечения высокой скорости фотографии для измерения профиля расширения всей цилиндра. Расположение и расположение четыре зондов, AD, вдоль цилиндра показана на рисунке 1 Две камеры высокоскоростные работают здесь. высокая скорость видео камеры Phantom V16.10 работает на 250000 кадров в секунду и ИВВ UHSi 12/24 обрамление камеры, захватив 24 изображений. Камера ИВВ подсвечивается таким образом, что цилиндр горит силуэт, позволяющего радиальное расширение край цилиндра, чтобы быть точно отслеживаться. Призрак камера переднего горит визуализации процесса инициации и фрагментации провал. Высокая скорость фотография может быть коррелирует с велосиметрии дать нагрузку и скорость деформации по всей выборке. Высокой скорости визуализации и позволяет для точного измерения напряжения и отказа шаблонов разрушения вдоль поверхности.
Экспериментальная методика представлена в следующем разделе протокола предоставляет средства контроля температуры образца в расширяющейся эксперимента цилиндра, через которые различные механизмы разрушения может быть активирован или подавленной. Этот метод приведет к более широкому пониманию роли температуры в динамических сценариев нагрузки.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Целевая Изготовление и монтаж
- Машина целевой цилиндр до требуемых размеров из массива складе.
- Подготовка поверхности цилиндра, удалив обработки знаки. Однородная поверхность диффузного является предпочтительным для PDV отражения. Хорошие результаты были получены с легкой влажной шлифовки с> 1200 грит.
- Охарактеризовать целевые компоненты, то есть, измерять следующее:
Длина цилиндра, диаметр и толщина стенки (в нескольких местах)
Снаряд длина, диаметр
Стрельчатыми длина, диаметр
Масса всего выше - Соберите цилиндр монтажного кольца и PDV руку.
- Установите датчики PDV в кинематических опорах, на PDV руку.
- Вставьте стрельчатыми в целевой цилиндра так, чтобы задняя часть оживальной на одном уровне с задней части цилиндра (это должно быть сделано на семинаре плоской). Три винта M3 предназначены для хранения стрельчатыми на месте, позволяя цилиндр для "корки AWай "в процессе расширения.
- Поместите мишень цилиндр в крепежом, так что вход в цилиндре находится на одном уровне с передней поверхностью установочного кольца. Закрепите цилиндр в месте с 6 резьбовыми штифтами M4.
- Установите нагревательный аппарат / охлаждения и термопар облигаций по всей длине цилиндра наружной стены.
- Очистите FC / APC (обоймы разъем, угловой физический контакт) разъемы на конце зонда волокон ПДВ с чистящей ткани волокна и проверить с помощью осциллографа волокна. Это важно, чтобы уменьшить обратную отражение.
- Использование видимый (660 нм) лазера Класса 3R примерно выровнять зондов, чтобы они нормально к цилиндру (т.е. отраженный свет падает обратно на зонде).
- Соберите основную цепь отражательной помощью циркуляционного насоса. Подключите нм Класс лазера 1 1550 на вход 1, зонд PDV для ввода 2 и измеритель мощности к входу 3. Совместите зонды PDV, в свою очередь, так что мощность вернулся развернуто.
- Используя вилку ствола и глубины микрометра совмещена с объектом кольцо на конце ствола, чтобы минимизировать воздействие наклона.
- Установите систему смягчения фрагмент и защиты двери.
- Поместите выравнивания вилку цели в бочке.
- Установите целевую сборку и выровнять на вилку.
- Установите пару триггера косметику на конце ствола и подключения к синхронизации аппаратного и диагностики. Измерьте расстояние от контакта с триггером к воздействию снаряда на оживальной.
- Установите поворотные зеркала для высокоскоростной съемки.
- Совместите зеркала, чтобы дать ортогонального вид цилиндра через порты целевых танковых и зафиксировать на месте.
- Совместите высокой скорость камеры и лампы-вспышки вне целевой бака. Глядя на баррель, поместить высокоскоростной камеры и один лампы-вспышки в 3 часа по отношению к цилиндру. Поместите фотокамеру ИВВ в 9 часов идругая вспышка лампы на 12 часов. В этой конфигурации высокоскоростной камеры будет фронте освещенных для отслеживания трещин и ИВВ обеспечит силуэт изображения для обнаружения края.
- Подключите нагрев / охлаждение оборудования для цели и вакуумной подачи прошлифованных.
- ВНИМАНИЕ: При соответствующем очков и других мер предосторожности включить IV класса лазеров, осциллографов и систем ПДВ.
- Проверить уровни мощности передачи в зондов ПДВ. С помощью системы PDV, как правило, используют около 5 мВт для каждого зонда с 1 мВт на канал для справки.
- Проверьте выравнивание зондов ПДВ с измерителем мощности. После того, как удовлетворены выравнивания использовать ИК-карты для измерения, где зонды PDV ищете на поверхности цилиндра.
- Включите опорного лазера и проверить качество сигналов биений, выданных каждым зондом. Отрегулируйте длину волны лазера (ов), чтобы установить нужный нулевую частоту биений скорость (установить этот около 5 ГГц).
- После того, как удовлетворены с целью Алиgnment, местоположение триггер, камера и выравнивание зеркала, выравнивание зонда PDV и расположение и рамки смягчения закрыть целевой танк.
- Удалить выравнивания вилку; установить снаряд.
- Камеры установки и освещение (частота кадров, экспозиции, тайминги) и выполнять тест визуализации. Типичные частоты кадров около 250000 кадров / сек для обеих камер, с выдержкой около 0,5 мкс. Первое изображение, как правило, приурочено к моменту удара.
3. Обжиг Подготовка
- Установите казенной диафрагм, которые применимы к давлению обжига необходимо.
- Закройте затвор и начать эвакуацию целевых танков. Цель для уровня вакуума в области 50 мТорр.
- Выполните окончательную настройку всех диагностики (задержки осциллографа, триггеры, настройки камеры и т.д.). Набор для осциллографов PDV на 50 мкс на деление, 25 пс на точку и претриггер 20%, чтобы дать окно 500 мкс. Trigger оscilloscopes и камеры таким образом, что нулевое время совпадает со временем воздействия.
- Итоговый тест триггера; Проверка тайминги точны.
- Включите лазеров; рука камеры.
- Закрыть комната; обеспечивая лазерные и высокого давления блокировки в правильном положении.
- Начните отопления / охлаждения в соответствии с требованиями с помощью программного обеспечения LabVIEW.
- Зарядка пистолет до требуемого давления обжига.
- Когда при давлении, сделать окончательную проверку, что все диагностические системы на охрану.
- Изолировать отопления или охлаждения устройства.
- Обратный отсчет "3, 2, 1 пожар."
- Vent целевых и захвата танков.
- Сохраните все осциллографа и камеры данных.
4. Сообщение Выстрел
- Выключите лазеров и ждать пушки полностью уравнять в атмосфере.
- Откройте целевую бак, собрать все фрагменты металлических и разобраться в Ti-6Al-4V.
5. Анализ данных
- Выполнить анализ КК на ОС PDVДанные cilloscope уменьшить скорость историю в соответствии с анализом Ао и Долан 12.
- Высокая скорость передачи данных изображений процесса с программным обеспечением такого, как указано в таблице оборудования. Высокая скорость камеры кадры будут предоставить время и напряжение при аварии и проведения анализа образования трещин и роста. В вырисовываются образы из ИВВ обеспечить четкие края, чтобы изучить полный профиль деформации цилиндра.
- Измерьте и весят восстановленные фрагменты. Выберите фрагменты с интересными функциями, такими как арестованных переломов и подготовить их к микроскопии.
- Раздел, монтировать, и полировать фрагменты; затем анализировать в электронном микроскопе. Электрон обратного рассеяния дифракция дает информацию о текстуре и микроструктуры наряду изображений вторичных электронов для исследования поверхности разрушения и определить режим отказа.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Качество данных будет в первую очередь зависеть от экспериментального времени. Если задержки от триггера к воздействию верны, то вспышка лампы будет производить достаточно света, когда цель цилиндр начинает деформироваться, позволяя высокие скорости камеры, чтобы произвести четкие изображения. В этом случае изображения с кадровой камеры будет иметь четкое силуэт край, который может быть использован, чтобы отслеживать деформацию всей цилиндра. Программное обеспечение, такое, как ImageJ можно использовать для извлечения данных коридор для каждого кадра, получения изображения, как на рисунке 2. В идеальном случае PDV смогут отслеживать скорость расширения для ~ 100 мкс, это будет зависеть от обработки поверхности цилиндра и выравнивание зонда. Для данного эксперимента данные PDV и коридор может быть подтверждено друг против друга, используя четыре известные моменты из PDV на картинке. С этой комбинацией точной мерой радиуса или радиальной деформации в любой точке по длине цилиндра может бытьизвлечены. Рисунок 3 участков радиальной скорости расширения в двух точках по длине цилиндра, сравнивая эксперименты при 150 К и 800 К. Мы видим, что охлаждение цилиндр имеет меньше замедление после пика скорости, предполагая, перелом инициировал ранее приводит к потеря прочности в цилиндре. Радиальная скорость затем интегрируется по времени, чтобы уменьшить радиальное смещение в точках, наблюдаемых зондами. 4 показан пример этого на охлаждаемый цилиндр. Изображения с высокой скоростью видео должно быть ясно различать инициирование трещины, и распространение трещины, как показано на рисунке 5. Из этого мы извлечь временную активацию перелома и должны экстраполировать количество трещин вокруг цилиндра со временем, как с другой стороны Цилиндр не видно в камеру. Фиг.5 представляет собой пример хорошо освещенном изображении, показывающий несколько продольных трещин вдоль цилиндра.
Рисунок 1:. Экспериментальное геометрия Топ, слева: Basic сборку, с указанием местонахождения ПДВ зондов вдоль цилиндра. Сверху, справа: стрельчатые модификации для охлаждения и нагрева цилиндра. Внизу: Подогрев эксперимент цилиндр установлен на газовый пистолет. Черные кабели питания для нагревательного элемента. Тонкие черные / белые кабели термопары. PDV зонды видны на дне. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2: Данные, формирующие коридор, извлеченные из высокой скорости визуализации 300 K расширяющейся эксперимента цилиндра в диапазоне времен после удара.
Рисунок 3: Радиальная скорость. Расширение измеряется с PDV в двух точках вдоль цилиндра для 150 К (сплошная линия) и 800 К (пунктирная) расширение цилиндра охлаждается цилиндр имеет меньше замедление после пика скорость предполагая перелом инициировал ранее.
ig4.jpg "/>
Рисунок 4: 150 К расширяется цилиндр Сплошные линии:. Радиальная деформация накапливается в 4 точках по длине цилиндра. Пунктирные линии: количество видимых трещин сайтов с камеры данных на высокой скорости.
Рисунок 5:. Выписка из высокоскоростного видео (Видео 1), записанные 150 К расширяется цилиндр.
Видео 1: высокая скорость видео расширяющейся 150 К цилиндров эксперимента скорости пули 1000 м / сек.. Обрамление: 1. Изображение каждые 10 мкс, 0,7 мкс экспозиции Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть это видео.
Видео 2: Высокая скорость видео расширяющейся 650 К цилиндров эксперимента скорости пули 1000 м / сек.. Обрамление: 1 кадр каждый 4,7 мкс, 0,7 мкс электроннойXposure. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы смотреть это видео.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Этот метод позволяет исследовать материалов при высоких скоростях растягивающей нагрузке в широком диапазоне температур, от криогенных до ~ 1000 К, уникальный для данной конструкции. Тем не менее, это добавляет определенные трудности для экспериментальной установки и исполнения. Во-первых, оптимизировать температурный контроль Огива вставка должна быть изготовлен из подходящего материала. 4340 сталь используется здесь, хотя любой высокой температуры высокой твердости стали должно хватить. Точно так же, как весь диск расширение теперь происходящих из полимерной снаряда это должно быть сделано из не хрупкого пластика, такого как машинно-поликарбоната в этой работе.
Важно иметь близкие механической совместимости между вставкой и цилиндра, чтобы обеспечить хороший тепловой контакт. Необходимо соблюдать осторожность, если коэффициент теплового расширения целевой цилиндра не близко к вставке. Например, если цилиндр является хрупким с низким тепловым расширением (например, керамика) тОн расширение вкладыша может привести к повреждению или даже трещины цилиндра. По той же причине эпоксидной используется для соединения термопары на цилиндре должны быть способны противостоять предполагаемых температур и движение цилиндра, как он нагревается / охлаждается. Наконец, тепловой изоляции мишени от монтажной системы важно, в противном случае тепловая замочить делает контроль температуры затруднена и может начать негативно повлиять на зонды PDV и целевых выравнивание.
Ограничения этого метода зависит от объектов снаряд пусковых доступных. Радиальные скорости деформации, что может быть достигнуто являются функцией скорости снаряда, а диаметр цилиндра. Небольшие цилиндры должны более низкие скорости снаряда, но затем может ограничить количество переломов наблюдается. Точное измерение скорости расширения требует основе системы Velocimetry качество лазерного таких, как повысить, PDV здесь или нескольких точки VISAR в.
Будущее приложations являются исследование влияния температуры на механизмы разрушения и в результате фрагментации поведение материалов при высоких скоростях равномерной деформации при растяжении. В то время как эксперимент особенно подходит для металлов из-за отражающей поверхности, позволяющей измерения PDV она может быть адаптирована к различным материалам, если поверхность подготовлена правильно. Эта работа при высоких и низких температурах в настоящее время недоступен для других приводных механизмов для расширения цилиндров, и будет хвалить других механизмов испытания на растяжение, позволяющие для дальнейшего и более точной калибровки населения / материальных моделей и гидрокоды.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1,550 nm CW Laser | NKT Photonics | Koheras Adjustik | x 2 |
| 1,550 nm Power Amplifier | NKT Photonics | Koheras Boostik HPA | |
| Delay Generators | Quantum Composers | 9500+ Digital Delay Pulse Generator | 8 output version |
| Stanford Research Systems | DG535 Digital Delay Generator | ||
| 16 Channel Digitiser | Agilent Technologies | U1056B Chassis + 4 X U1063A Digitiser | |
| High Bandwidth Oscilloscopes | Teledyne LeCroy | WaveMaster 816Zi-A | Expansion Velocity, Gen 3 PDV |
| Tektronix | DPO71604C | Projectile Velocity, Gen 1 PDV | |
| High Speed Imaging Systems | Vision Research | Phantom v16.10 | |
| Invisible Vision | IVV UHSi-24 | ||
| Zeiss Optics | Planar T* 1,4/85 | 85 mm Prime Lens | |
| Nikon | AF-S Nikkor 70-200 mm f/2.8 ED VR II | 70-200 mm Telephoto Lens | |
| Flash Lamp | Bowens | Gemini Pro 1500 W | x 2 |
| PDV Probe | Laser 2000 | LPF-04-1550-9/125-S-21.5-100-4.5AS-60-3A-3-3 | x 4 (Custom order) |
| PDV System | Built in-house by the Institute of Shock Physics | Custom Build | 3rd Generation (Upshifted) 8 Channel Portable PDV System |
| Control Software | National Instruments | LabVIEW 2013 | |
| Control Hardware for heating | National Instruments | NI-DAQ 6009 USB | |
| Heating Power Supply | BK Precision | BK1900 | |
| Thermocouple Logger | Pico Technology | TC-08 | |
| 100 mm Single Stage Light Gas Gun | Physics Applications, Inc. (PAI) | Custom Build | Capable of at least 1,000 m/sec with ~2 kg projectile |
| Image analysis software | National Institutes of Health | ImageJ | Open source, free |
| Image analysis software | Mathworks | MATLAB r2014a | With image processing toolboxes |
| Material sectioning saw | Struers | Accutom-50 | |
| Electron Microscope | Zeiss | Auriga | |
| Electron Backscatter Diffraction | Bruker | e-Flash 1000 | |
| EBSD software | Bruker | eSprit |
References
- Jones, D. R., Chapman, D. J., Eakins, D. E. A gas gun based technique for studying the role of temperature in dynamic fracture and fragmentation. J. Appl. Phys. 114, 173508 (2013).
- Liao, S. C., Duffy, J. Adiabatic shear bands in a Ti-6Al-4V titanium alloy. J. Mech. Phys. Solids. 46 (11), 2201-2231 (1998).
- Mott, N. F. Fragmentation of shell cases. Proc. R. Soc. Lond. A. 189 (1018), 300-308 (1947).
- Hoggatt, C. R., Recht, R. F. Fracture behavior of tubular bombs. J. Appl. Phys. 39 (3), 1856-1862 (1968).
- Banks, E. E. The fragmentation behavior of thin-walled metal cylinders. J. Appl. Phys. 40 (1), 437-438 (1969).
- Warnes, R. H., Duffey, T. A., Karpp, R. R., Carden, A. E. Improved technique for determining dynamic metal properties using the expanding ring. Los Alamos Scientific Laboratory Report. , (1980).
- Niordson, F. I. A unit for testing materials at high strain rates. Exp. Mech. 5 (1), 29-32 (1965).
- Grady, D. E., Benson, D. A. Fragmentation of metal rings by electromagnetic loading. Exp. Mech. 23 (4), 393-400 (1983).
- Winter, R. E., Prestidge, H. G. A technique for the measurement of the high strain rate ductility of metals. J. Mat. Sci. 13 (8), 1835-1837 (1978).
- Vogler, T. J., et al. Fragmentation of materials in expanding tube experiments. Int. J. Imp. Eng. 29, 735-746 (2003).
- Strand, O. T., Goosman, D. R., Martinez, C., Whitworth, T. L., Kuhlow, W. W. Compact system for high-speed velocimetry using heterodyne techniques. Rev. Sci. Inst. 77, 083108 (2006).
- Ao, T., Dolan, D. H. SIRHEN: A data reduction program for photonic Doppler velocimetry measurements. Sandia National Laboratories Report. , (2010).
