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.

Eine Split Hopkinson Pressure Bar / Kolsky Bar-System wird eine Gas-Launcher enthalten; Eine einfallende Stange, eine Übertragungsstange; Und einen Stoppmechanismus, die ausgerichtet und auf einer flachen Basis montiert sind.

Der Gaswerfer, die mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist eine Anschlagschiene bei einer gemessenen Geschwindigkeit zu beschleunigen, einen Einfluss Vorfall zu schaffen. Sturm Bars verschiedener Längen verwendet, um einen Bereich zu erzeugen, der Ladedauer, dh kurze Schlagstäbe kurze Zeitdauer Belastungen verleihen. Die Auswirkungen der Anschlagschiene auf der Einfalls Bar sendet einen Impuls Stress den Vorfall bar (bei der Schallgeschwindigkeit) Reisen nach unten, die auf der Stange montiert von einem DMS erfasst wird.

Bauen Sie Ihr System auf

Der Puls (eine Längswelle) setzt sich durch den einfallenden Stab zu der zu testenden Materialprobe fort. Der Prüfkörper ist typischerweise zwischen den Einfall- und Übertragungsstangen montiert. Aufgrund von Impedanzfehlanpassungen wird ein Teil der Welle zurück in den einfallenden Stab reflektiert (gemessen durch Dehnungsmessstreifen) und ein Teil der Welle wird in die Übertragungsstange (gemessen durch Dehnungsmessstreifen) übertragen. Die Welle, die durch das System fließt, löst die Datenerfassung aus den Dehnungsmessstreifen, die sich sowohl an den Vorfall- als auch an den Übertragungsstäben befinden. Stress, Dehnung und Dehnungsrate werden dann aus den von den Dehnungsmessstreifen gesammelten Daten berechnet. Diese gemessene Belastung kann durch die Verwendung einer Hochgeschwindigkeitskamera verifiziert werden, die oft bei Hochspannungsprüfungen verwendet wird.

Eine Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) / Kolsky Bar wird verwendet, um die hohen Dehnungsrate Materialeigenschaften von Materialien zu testen. Die Hopkinson-Bar wird verwendet, um eine dynamische Belastung auf eine Materialprobe zu vermitteln, die demjenigen entspricht, das das Material in dynamischen Situationen wie Fahrzeugabstürzen oder anderen hochenergetischen Ereignissen erleben wird.

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.

RELs 3rd Generation SHPB: SURE-Test System^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

Neben der modularen Flexibilität behält das Gen-3 SHPB-System unabhängig von den Optionskonfigurationen einen gängigen Satz von Präzisionsschnittstellenfunktionen bei. Dies ermöglicht es dem Anlagenbetreiber, den spezifischen Aufbau der Maschine schnell und effizient zu modifizieren, während die genaue Ausrichtung der einzelnen Komponenten für wiederholbare dynamische Testereignisse beibehalten wird. Zu diesen Merkmalen gehören ein gemeinsames Bodenflächen-Plattendeck mit integrierten t-Schlitzen für die Werkstückhaltung und ein Präzisions-Ausrichtungsschlüssel für die korrekte Positionierung von Bauteilen ohne spezielle Ausrichtung.

Die Hopkinson Bar beinhaltet auch ein lineares Schienensystem, das zum Montieren und Ausrichten von Zubehörmodulen entwickelt wurde, die erforderlich sind, um entlang der Systemlänge zu fahren. Zu diesen Modulen gehören Hardware wie zB Datenerfassung (DAQ), Umgebungskammern und Hochgeschwindigkeits-Bild- und Beleuchtungseinrichtungen.

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:

SURE-Test Plattform Basis Ausrüstung

Drei 10ft Sure-Flat Base Abschnitte. Diese Abschnitte kombinieren für insgesamt 30ft von doppelt breiten Schienen kompatibel mit allen Sure-Testsystem-Module montieren.
Automatische 1 "Launcher Montage. Dieser Werfer ermöglicht Schlagbügel Durchmesser bis zu 1 "Durchmesser. Standard-Druckeinheiten arbeiten bis 300psi und Einführung Stürmer bar Projektile bis 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.

SURE-Servomodul

Ein Servo-mechanische Testsystem-Modul zum Testen von Proben bei niedrigen bis mittleren Belastungsraten. Ein typisches System verfügt über eine Getriebeuntersetzung Option, die 5000lb Push / Pull-up 6 in / sec generiert werden. In Direktantrieb wird es 500lb Push / Pull-up zu 60 in / s erzeugen. Die Servo Modul wird an das SURE-Flat-Basissystem und ist kompatibel mit allen Stabende greift, Kappen und Proben aus der SHPB Hardware.
- 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.

Tension-Module und Bar-Sets

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 Schiene montiert Werkbank und Schubladenschrank. Dieses Gerät wird an die Zubehörschiene auf dem Sure-Flat-System und Rolle in jede beliebige Position entlang der Länge des Systems befestigen. Es wird in der Regel zu montieren Computern, Signalanlagen, Oszilloskope und speichern Werkzeuge, Muster und Kabel 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.