Barra de presión de Split Hopkinson / barra de Kolsky | REL Inc.
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Barra de presión de Split Hopkinson / barra de Kolsky

REL de Hopkinson barras de la presión

¿Qué es un Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)?

Una barra de Hopkinson Presión (SHPB) se utiliza para probar las propiedades del material de alta tasa de deformación de los materiales. La barra de Hopkinson se utiliza para imponer una carga dinámica de una muestra de material similar a la que el material va a experimentar en situaciones dinámicas como choques de vehículos u otros eventos de alta energía.

Un sistema de barra de presión Split Hopkinson / barra Kolsky contendrá un acelerador de precisión, una barra de incidencia, una barra de transmisión y un mecanismo de parada que están alineados y montados en una base plana REL.

El acelerador se carga con gas presurizado para acelerar una barra de impacto a una velocidad medida para crear un incidente de impacto. Las barras de choque de varias longitudes se utilizan para producir una gama de duraciones de carga, es decir, las barras de choque cortas imparten cargas de corta duración. El impacto de la barra de impacto en la barra de incidencia envía un pulso de tensión que viaja por la barra de incidencia (a la velocidad del sonido) que es detectado por un medidor de tensión montado en la barra.

El pulso (una onda longitudinal) continúa a través de la barra incidente hasta la muestra de material que se va a probar. La muestra de prueba generalmente se monta entre las barras de transmisión y de incidencia. Debido a los desajustes de impedancia, parte de la onda se refleja de nuevo en la barra incidente (medida por el medidor de tensión) y parte de la onda se transmite a la barra de transmisión (medida por el medidor de tensión). La onda que viaja a través del sistema activa la recopilación de datos de las galgas extensométricas ubicadas en las barras de transmisión y de incidencia. A continuación, se calculan el esfuerzo, la deformación y la velocidad de deformación a partir de los datos recopilados por las galgas extensométricas. Esta deformación medida se puede verificar mediante el uso de una cámara de alta velocidad que se utiliza a menudo en pruebas de alta velocidad de deformación. Se utiliza una barra de presión Hopkinson dividida (SHPB) / barra Kolsky para probar las propiedades de materiales de alta velocidad de deformación de los materiales. La barra Hopkinson se utiliza para imponer una carga dinámica en una muestra de material similar a la que experimentará el material en situaciones dinámicas como choques de vehículos u otros eventos de alta energía.

REL soportes sobre SHPB
Sistema Sure-Daq de REL

El rendimiento del material comprensión

Desde los componentes de protección de los ocupantes de un vehículo, armaduras resistentes a balas y explosivos, hasta deportes de alto impacto y erupciones volcánicas, los científicos necesitan comprender el rendimiento de un material en condiciones dinámicas. La barra de presión de Split Hopkinson / barra de Kolsky es la herramienta ideal porque proporciona un impulso controlado de la energía.

REL ofrece pruebas de los materiales del cliente en una barra Hopkinson, con preparación de muestras, análisis y evaluación SEM. Además, REL diseña y construye barras de presión individuales de Split Hopkinson / barras Kolsky para una variedad de empresas e instituciones de investigación con capacidades de carga de tensión, compresión, escarpado y descarga para ser usadas en pruebas. REL no sólo produce un SHPB metálico para ensayos de muestras de alta resistencia, como el titanio y la cerámica, sino que también construye un SHPB no metálico para ensayos de muestras de baja resistencia, tales como espumas de polímero y tejidos biológicos.

SHPB de tercera generación de REL: sistema de prueba SURETM

sistema de pruebas de Gen-3 SHPB de REL ha integrado lo que se ha aprendido de las plataformas anteriores del sistema SURE-Test y ha optimizado la usabilidad, la repetibilidad y la seguridad del sistema de prueba.

El Gen-3 Split Hopkinson Bar está diseñado para un mejor rendimiento estructural. La masa total y la rigidez del sistema de ensayo se ha incrementado con tubos de sección de caja de acero de pared gruesa y plataformas de base cortadas por láser para una conexión rígida de las secciones modulares. La plataforma Gen-3 Sure-Test está diseñada para ser modular por naturaleza. Esta flexibilidad permite configurar el sistema en diferentes tamaños, longitudes e integrar diferentes módulos de prueba. Estas variaciones dan al sistema la capacidad de realizar una amplia variedad de configuraciones de prueba además de las clásicas pruebas de SHPB.

3rd Gen SHPB de REL - Sistema SureTest
Algunas de estas configuraciones de prueba incluyen:

  • Curva dinámica
  • Explosión dinámica
  • Tensión / compresión cuasi-estática
  • Tensión / compresión de velocidad media
  • impacto directo
  • Transferencia de momento
  • Dureza dinámica
  • Fuerza de la película delgada
  • Pruebas de aceleración
Además de la flexibilidad modular, el sistema Gen-3 SHPB conserva un conjunto común de características de interfaz de precisión independientemente de las configuraciones de opciones. Esto permite que el operador del equipo modifique fácilmente la configuración específica de la máquina de manera rápida y eficiente mientras mantiene la alineación precisa de los componentes individuales requeridos para eventos de prueba dinámicos repetibles. Estas características incluyen una plataforma de placa de superficie de tierra común con ranuras en T integradas para sujetar el trabajo y una llave de alineación de precisión para ubicar los componentes con precisión sin un procedimiento de alineación especial.La barra Hopkinson también incluye un sistema de riel lineal diseñado para montar y alinear módulos accesorios que son necesario para viajar a lo largo de la longitud del sistema. Estos módulos incluyen hardware como estaciones de trabajo de adquisición de datos (DAQ), cámaras ambientales y equipos de iluminación e imágenes de alta velocidad.

El diseño del sistema SURE-Test ha visto un uso extensivo y validación en el laboratorio de pruebas de alta velocidad de deformación y el desarrollo de REL, así como en instalaciones en varios sitios académicos, militares y comerciales.
REL SHPB 2 la seguridad del sistema

sistema de seguridad

Además de los materiales de entrenamiento de seguridad REL con cada sistema, la seguridad del sistema de REL se mejora a través de la la activación a distancia del sistema SURE-lanzamiento. El control de disparo y el cableado se pueden tener en una habitación contigua para iniciar una prueba. El bloqueo del sistema se pueden completar fácilmente a través de la desconexión y bloqueo de la de control de disparo en un lugar fuera del laboratorio. Esto asegurará que ningún usuario de la ONU-entrenado puede operar el SURE-Lanzamiento del módulo.

Especificaciones Técnicas de nuestro SHPB:

Las especificaciones detalladas para un sistema típico es el siguiente:

REL Plataforma de equipos de prueba de alta tasa de deformación 

  • Tres secciones de base plana REL de 10 pies. Estas secciones se combinan para un total de 30 pies de rieles de montaje de doble ancho compatibles con todos los módulos del sistema SHPB.
  • Conjunto de acelerador automatizado de 1 ”. Este acelerador permite diámetros de barra percutora de hasta 1 ”de diámetro. Las unidades de presión estándar operan hasta 300 psi y lanzan proyectiles de barra percutora hasta 300 pies / seg. También se encuentran disponibles unidades de alta velocidad.
  • Quince barra apoya capaces de transportar hasta barras de diámetro 1 ". Estos soportes son 6 "Altura del centro
  • Un amortiguador hidráulico con el soporte de parada diseñado para absorber el exceso de energía a partir de SHPB y eventos de prueba de impacto dinámico. El soporte de tope también sirve como una base de montaje para células de carga, rodillos de muestra y accesorios.
  • Un módulo de cronógrafo SEGURO velocidad. El SEGURO velocidad es un cronógrafo de alta precisión, compacto diseñado para su uso SHPB. Se registra el delantero acelera para la prueba dinámica y se configura fácilmente con una base de montaje con llave, soporte regulable en altura y una pantalla táctil intuitiva.
Módulo REL SEGURO velocidad
SURE-Servomódulo SHPB de REL
Sistema de prueba servo-mecánico

  • Un módulo de sistema de prueba servo-mecánico para probar muestras a velocidades de deformación bajas a medias. Un sistema típico tiene una opción de reducción de engranajes que generará hasta 5000 lb de empuje / tracción hacia arriba 6 pulg./seg. En transmisión directa, generará 500 libras de empuje / tracción hasta 60 pulg./seg. El módulo de servo se monta en el sistema de base REL Flat y es compatible con todas las empuñaduras de extremo de barra, tapas y muestras del hardware SHPB.
    • Las empuñaduras utilizadas en la prueba SHPB son compatibles con el sistema de prueba mecánica servo para poder obtener ambas propiedades velocidad de deformación cuasi estáticas y altas de materiales.
Módulos de tensión y juegos de barras

  • Dos juegos de mordazas de tensión y pinzas incorporadas a la última especificación del REL para las barras del sistema. REL también suministrará la herramienta de ajuste requerido para la instalación de una muestra en estos agarres.
    • Estos agarres y pinzas se han desarrollado y probado para proporcionar una respuesta dinámica consistentes y predecibles a través del evento de prueba.
    • La herramienta de configuración suministrado se utiliza para establecer los agarres en la muestra a las presiones especificadas. Esto emite la respuesta constante de la carga de la prueba a la prueba.
Adquisición y análisis de datos

  • Un banco de trabajo montado sobre rieles y un armario con cajones. Esta unidad se conectará al riel de accesorios del sistema REL Flat y se desplazará a cualquier posición a lo largo del sistema. Por lo general, se usa para montar computadoras, acondicionadores de señal, osciloscopios y almacenar herramientas, muestras y cables.
  • Software de procesamiento revolucionaria - SURE-Pulse es un software de código abierto que sigue afinando, no sólo para producir resultados de las pruebas SHPB, sino también datos de proceso de toda la carga genérica, los usuarios pueden generar tensión fecha. Las últimas características en SURE-Pulse integrar datos de imágenes captadas por las cámaras de alta velocidad. Mediante la correlación de imágenes digitales parcelas SURE-pulso de deformación información directamente en las imágenes de la muestra procesados. Esto permite que la curva tensión-deformación para ser comparado con el estado visual real del material que la curva representa. El archivo de resultados es portátil y puede permitir el análisis que se comparte a través de los diferentes usuarios. Las medidas adoptadas para transformar los datos se conservan, lo que permite volver-rastreo de datos de prueba.
SURE-Pulso de software de código abierto de REL
REL proporciona un servicio insuperable después de la venta con años de resultados de pruebas y el conocimiento que usamos para asegurar que nuestros clientes puedan probar con confianza de inmediato en su nuevo sistema llave en mano. Más de dos docenas de equipos de prueba de alta tasa de deformación de REL se pueden encontrar ahora en varias universidades, institutos de investigación y empresas de los 5 continentes.
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