Split Hopkinson Druck Bar / Kolsky Bar

Was ist eine Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)?

Ein Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) wird verwendet, um die hohe Verformungsgeschwindigkeit Materialeigenschaften von Materialien zu testen. Die Hopkinson-Stab wird verwendet, um eine dynamische Belastung auf einer Materialprobe zu verhängen ähnlich zu dem, was das Material in dynamischen Situationen wie Verkehrsunfälle oder andere hochenergetische Ereignisse erleben.

Ein Split-Hopkinson-Druckstangen- / Kolsky-Stangensystem enthält einen Präzisionsbeschleuniger, eine Einfallsstange, eine Übertragungsstange und einen Stoppmechanismus, die ausgerichtet und auf einer flachen REL-Basis montiert sind.

Das Gaspedal wird mit Druckgas aufgeladen, um eine Schlagstange mit einer gemessenen Geschwindigkeit zu beschleunigen und einen Aufprall zu erzeugen. Schlagstangen unterschiedlicher Länge werden verwendet, um eine Reihe von Belastungsdauern zu erzeugen, dh kurze Schlagstangen verleihen Belastungen mit kurzer Zeitdauer. Der Aufprall der Schlagstange auf die Einfallsstange sendet einen Spannungsimpuls über die Einfallsstange (mit Schallgeschwindigkeit), der von einem an der Stange montierten Dehnungsmessstreifen erfasst wird.

Bauen Sie Ihr System auf

Der Impuls (eine Longitudinalwelle) setzt sich durch den einfallenden Balken bis zur zu testenden Materialprobe fort. Der Prüfling wird typischerweise zwischen der einfallenden und der Übertragungsstange montiert. Aufgrund von Impedanzfehlanpassungen wird ein Teil der Welle zurück in den einfallenden Stab reflektiert (gemessen mit einem Dehnungsmessstreifen) und ein Teil der Welle wird in den Übertragungsstab übertragen (gemessen mit einem Dehnungsmessstreifen). Die Welle, die sich durch das System bewegt, löst die Datenerfassung von den Dehnungsmessstreifen aus, die sich sowohl auf der einfallenden als auch auf der Übertragungsstange befinden. Spannung, Dehnung und Dehnungsrate werden dann aus den von den Dehnungsmessstreifen gesammelten Daten berechnet. Diese gemessene Dehnung kann durch die Verwendung einer Hochgeschwindigkeitskamera überprüft werden, die häufig bei Tests mit hoher Dehnungsrate verwendet wird. Ein geteilter Hopkinson-Druckstab (SHPB) / Kolsky-Stab wird verwendet, um die Materialeigenschaften von Materialien mit hoher Dehnungsrate zu testen. Die Hopkinson-Stange wird verwendet, um eine Materialprobe dynamisch zu belasten, ähnlich der, die das Material in dynamischen Situationen wie Fahrzeugunfällen oder anderen energiereichen Ereignissen erfährt.

Verstehen Materialleistung

Von Insassenschutzkomponenten eines Fahrzeugs, ballistischer und strahlungsarmer Rüstung bis hin zu starken Sport- und Vulkanausbrüchen müssen Wissenschaftler die Leistungsfähigkeit eines Materials unter dynamischen Bedingungen verstehen. Die Split Hopkinson Pressure Bar / Kolsky Bar ist das ideale Werkzeug, weil es einen kontrollierten Energieimpuls bietet.

REL bietet die Prüfung der Materialien des Kunden auf einer hauseigenen Hopkinson Bar, komplett mit Probenvorbereitung, SEM-Analyse und Bewertung. Darüber hinaus REL entwirft und baut benutzerdefinierte Split Hopkinson Pressure Bars / Kolsky Bars für eine Vielzahl von Unternehmen und Forschungseinrichtungen mit Spannungs-, Kompression, schiere und Schock Laden Fähigkeiten, um in der Prüfung verwendet werden. Nicht nur REL produziert einen metallischen SHPB zum Testen von hochfesten Proben wie Titan und Keramik, sondern baut auch ein nichtmetallisches SHPB zum Testen von niederfesten Proben wie Polymerschaumstoffen und Biogeweben auf.

SHPB: SURE-Test-System der 3. Generation von REL^TM

REL Gen-3 SHPB Testsystem integriert hat, was von den bisherigen SURE-Testsystem-Plattformen gelernt wurde und die Benutzerfreundlichkeit optimiert, um die Wiederholbarkeit und die Sicherheit des Testsystems.

Die Gen-3 Split Hopkinson Bar ist für eine bessere strukturelle Leistung ausgelegt. Die Gesamtmasse und die Steifigkeit des Prüfsystems wurden mit dicken Wandstahlkasten-Schlauch- und Laserschneid-Basisplattformen für eine starre Verbindung der modularen Abschnitte erhöht. Die Gen-3 Sure-Test-Plattform ist modular aufgebaut. Diese Flexibilität ermöglicht es, das System in verschiedenen Größen, Längen und verschiedenen Testmodulen zu konfigurieren. Diese Variationen verleihen dem System neben dem klassischen SHPB-Test auch die Möglichkeit, eine Vielzahl von Testkonfigurationen durchzuführen.

Einige dieser Prüfkonfigurationen sind:

Dynamische Biegung
Dynamischer Burst
Quasi-statische Spannung / Kompression
Mittlere Geschwindigkeit / Kompression
direkte Auswirkung
Impulsübertragung
Dynamische Härte
Dünnschichtstärke
Beschleunigungstests

Zusätzlich zur modularen Flexibilität behält das Gen-3 SHPB-System unabhängig von den Optionskonfigurationen einen gemeinsamen Satz von Präzisionsschnittstellenfunktionen bei. Auf diese Weise kann der Maschinenbediener die spezifische Einrichtung der Maschine schnell und effizient ändern und gleichzeitig die genaue Ausrichtung der einzelnen Komponenten beibehalten, die für wiederholbare dynamische Testereignisse erforderlich sind. Zu diesen Merkmalen gehören ein gemeinsames Bodenplattendeck mit integrierten T-Nuten zum Halten der Arbeit und ein Präzisionsausrichtungsschlüssel zum genauen Lokalisieren von Komponenten ohne spezielles Ausrichtungsverfahren. Die Hopkinson-Stange enthält auch ein lineares Schienensystem zum Montieren und Ausrichten von Zubehörmodulen erforderlich, um entlang der Systemlänge zu fahren. Diese Module umfassen Hardware wie Datenerfassungsarbeitsplätze (DAQ), Umgebungskammern sowie Hochgeschwindigkeits-Bildgebungs- und Beleuchtungsgeräte.

Der SURE-Testsystem-Design hat sich in REL hohe Verformungsgeschwindigkeit Test- und Entwicklungslabor sowie in Installationen auf verschiedenen wissenschaftlichen, militärischen und kommerziellen Seiten umfassenden Gebrauch und Validierung gesehen.

Systemsicherheit

Zusätzlich zu den Sicherheitstraining REL liefert mit jedem System wird die Sicherheit von REL des Systems durch die Fernauslösung des SURE-Launch-System verbessert. Die Brenn Steuerung und Verdrahtung kann in einen angrenzenden Raum genommen werden, um einen Test zu starten. Sperren des Systems kann leicht durch die Trenn abgeschlossen werden und bis der Feuerleitrechner in einer Stelle außerhalb des Labors zu verriegeln. Dadurch wird sichergestellt, dass keine un-geschulte Anwender das SURE-Launch-Modul arbeiten kann.

Technische Spezifikation unserer SHPB:

Die detaillierten Spezifikationen für ein typisches System ist wie folgt:

REL-Plattform für Prüfgeräte mit hoher Dehnungsrate

Drei 10ft REL Flat Base Abschnitte. Diese Abschnitte umfassen insgesamt 30 Fuß doppelt breite Montageschienen, die mit allen SHPB-Systemmodulen kompatibel sind.
Automatisierte 1-Zoll-Beschleunigerbaugruppe. Dieser Beschleuniger ermöglicht Schlagstangendurchmesser bis zu 1 Zoll Durchmesser. Standarddruckeinheiten arbeiten mit bis zu 300 psi und starten Projektile mit Schlagstangen bis zu 300 ft./sec. Hochgeschwindigkeitseinheiten sind ebenfalls erhältlich.
Fünfzehn bar unterstützt der Durchführung bis fähig zu 1 "Durchmesser Bars. Diese Träger sind 6 "Spitzenhöhe
Ein hydraulischer Dämpfer mit Anschlag Standaufplanung überschüssige Energie aus SHPB und dynamischen Auswirkungen Test-Events zu absorbieren. Der Anschlag Ständer dient auch als Montagebasis für Wägezellen, Probenplatten und Vorrichtungen.
Ein SURE-Speed-Chronographenmodul. Der SURE-Speed ist eine hochgenaue und kompakte Chronographen für SHPB Einsatz konzipiert. Es zeichnet der Stürmer für die dynamische Prüfung beschleunigt und einfach mit einem Keilanbringungsbasis, höhenverstellbar Träger und intuitive Touchscreen konfiguriert ist.

Servomechanisches Prüfsystem

Ein servomechanisches Testsystemmodul zum Testen von Proben bei niedrigen bis mittleren Dehnungsraten. Ein typisches System verfügt über eine Untersetzungsoption, die bis zu 5000 lb Push / Pull-up von 6 Zoll / Sek. Erzeugt. Im Direktantrieb werden 500 lb Push / Pull bis zu 60 Zoll / Sek. Erzeugt. Das Servomodul wird am REL Flat-Basissystem montiert und ist mit allen Lenkerendgriffen, Kappen und Mustern der SHPB-Hardware kompatibel.
- Die Griffe in der SHPB Tests verwendet sind kompatibel mit dem Servo mechanischen Prüfsystem in der Lage sein, beide quasi-statische und hoher Verformungsgeschwindigkeit Eigenschaften der Materialien zu erhalten.

Spannungsmodule & Stangensätze

Zwei Sätze von Spanngriffe und Spannzangen gebaut REL neueste Spezifikation für System-Bars. REL wird auch das Setzwerkzeug für die Installation einer Probe in diesen Griffen erforderlich liefern.
- Diese Griffe und Spannzangen wurden entwickelt und getestet, um eine konsistente und vorhersagbare Dynamik durch das Testereignis zur Verfügung zu stellen.
- Das Setzgerät zugeführt wird verwendet, um die Griffe in die Probe unter festgelegten Drücken einzustellen. Dies gibt konsistente Lastverhalten von Test-Test.

Datenerfassung und Auswertung

Eine auf einer Schiene montierte Werkbank und ein Schubladenschrank. Dieses Gerät wird an der Zubehörschiene des REL Flat-Systems befestigt und rollt in eine beliebige Position entlang der Länge des Systems. Es wird normalerweise zur Montage von Computern, Signalaufbereitern, Oszilloskopen und zur Aufbewahrung von Werkzeugen, Proben und Kabeln verwendet.
Revolutionäre Processing Software - SURE-Pulse ist ein Open-Source-Software, die verfeinert werden weiterhin nicht nur SHPB Testergebnisse, sondern auch Prozessdaten aus allen generischen Belastung, Dehnung Datum Benutzer erzeugen kann produzieren. Die neuesten Funktionen in SURE-Pulse integrieren erfassten Bilddaten von High-Speed-Kameras. Mit Hilfe der digitalen Bildkorrelation SURE-Pulse Plots Informationen direkt an den verarbeiteten Beispielbilder belasten. Dies ermöglicht es dem Spannungs-Dehnungs-Kurve der tatsächlichen visuellen Zustand des Materials im Vergleich zu werden, dass die Kurve darstellt. Die Ergebnisdatei ist tragbar und kann damit für die Analyse in den verschiedenen Benutzern gemeinsam verwendet werden. Die Schritte unternommen, um die Daten zu transformieren, werden beibehalten, so dass Rückverfolgung von Testdaten.