Bar à pression Split Hopkinson / Bar Kolsky | REL Inc.
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Bar à pression Split Hopkinson / Kolsky Bar

Hopkinson Pressure Bar REL

Qu'est-ce qu'une barre de pression Split Hopkinson (SHPB)?

A Barres d'Hopkinson (SHPB) est utilisée pour tester les fortes tensions et contraintes des propriétés des matériaux de taux de matières. La barre Hopkinson est utilisée pour imposer une charge dynamique sur un échantillon matériel semblable à celui dont le matériel connaîtra dans les situations dynamiques comme les accidents de véhicules ou d'autres événements de haute énergie.

Un système Split Hopkinson Pressure Bar / Kolsky Bar contiendra un accélérateur de précision, une barre incidente, une barre de transmission et un mécanisme d'arrêt alignés et montés sur une base plate REL.

L'accélérateur est chargé de gaz sous pression pour accélérer une barre de percussion à une vitesse mesurée afin de créer un incident d'impact. Des barres de frappe de différentes longueurs sont utilisées pour produire une gamme de durées de chargement, c'est-à-dire que des barres de percussion courtes confèrent des charges de courte durée. L'impact de la barre de percussion sur la barre incidente envoie une impulsion de contrainte descendant la barre incidente (à la vitesse du son) qui est détectée par une jauge de contrainte montée sur la barre.

L'impulsion (une onde longitudinale) continue à travers la barre incidente jusqu'à l'échantillon de matériau à tester. L'éprouvette d'essai est généralement montée entre les barres incidente et de transmission. En raison des inadéquations d'impédance, une partie de l'onde est réfléchie dans la barre incidente (mesurée par la jauge de contrainte) et une partie de l'onde est transmise dans la barre de transmission (mesurée par la jauge de contrainte). L'onde traversant le système déclenche la collecte de données à partir des jauges de contrainte situées à la fois sur les barres d'incident et de transmission. La contrainte, la déformation et le taux de déformation sont ensuite calculés à partir des données collectées par les jauges de contrainte. Cette déformation mesurée peut être vérifiée à l'aide d'une caméra à haute vitesse souvent utilisée dans les tests de taux de déformation élevé.Une barre de pression Split Hopkinson (SHPB) / Kolsky Bar est utilisée pour tester les propriétés des matériaux à taux de déformation élevé. La barre de Hopkinson est utilisée pour imposer une charge dynamique sur un spécimen de matériau semblable à celle que le matériau subira dans des situations dynamiques telles que des accidents de véhicule ou d'autres événements à haute énergie.

REL Supports Sur SHPB
Sure-Daq système de REL

Matériau Performance Understanding

Des composants de protection des occupants d'un véhicule, une armure balistique et résistante aux explosions, aux éruptions volcaniques et aux sports à fort impact, les scientifiques doivent comprendre la performance d'un matériau dans des conditions dynamiques. La barre de pression Split Hopkinson / Kolsky Bar est l'outil idéal car elle procure une impulsion d'énergie contrôlée.

REL offre des tests sur les matériaux du client dans une barre de Hopkinson interne, complétée par une préparation de spécimens, une analyse et une évaluation SEM. De plus, REL conçoit et construit des barres de pression Split Bars Hopkinson personnalisées / Kolsky Bars pour diverses entreprises et établissements de recherche dotés de capacités de tension, de compression, de chargement et de choc à utiliser dans les tests. Non seulement REL produit un SHPB métallique pour tester des échantillons à haute résistance tels que le titane et la céramique, mais ils fabriquent également un SHPB non métallique pour tester des échantillons à faible résistance tels que des mousses polymères et des tissus biologiques.

SHPB de 3e génération de REL: système de test SURETM

Le système de test Gen-3 SHPB de REL a intégré ce qui a été appris par les plates-formes SURE-test système précédent et a optimisé la facilité d'utilisation, la répétabilité et la sécurité du système de test.

Le Gen Hop XSUMS Hopkinson Bar est conçu pour une meilleure performance structurelle. La masse globale et la rigidité du système d'essai ont été augmentées avec des tubes en coupe épaisse en acier inoxydable et des plateformes de base à coupe laser pour une connexion rigide des sections modulaires. La plate-forme Gen-3 Sure-Test est conçue pour être de nature modulaire. Cette flexibilité permet au système d'être configuré dans différentes tailles, longueurs et d'intégrer différents modules de test. Ces variations donnent au système la possibilité de mener une grande variété de configurations de test en plus des tests SHPB classiques.

3rd Gen SHPB REL - Système SureTest
Certaines de ces configurations de test incluent:

  • Pli dynamique
  • Éclatement dynamique
  • Tension / compression quasi statique
  • Tension moyenne / compression
  • impact direct
  • Transfert de momentum
  • Dureté dynamique
  • Résistance au film mince
  • Test d'accélération
Outre la flexibilité modulaire, le système SHPB Gen-3 conserve un ensemble commun de fonctionnalités d'interface de précision, quelles que soient les configurations des options. Cela permet à l'opérateur de l'équipement de modifier facilement la configuration spécifique de la machine rapidement et efficacement tout en maintenant l'alignement précis des composants individuels requis pour les événements de test dynamiques répétables. Ces caractéristiques comprennent une plate-forme de plaque de surface au sol commune avec des rainures en T intégrées pour le maintien du travail et une clé d'alignement de précision pour localiser les composants avec précision sans procédure d'alignement spéciale.La barre Hopkinson comprend également un système de rail linéaire conçu pour monter et aligner les modules accessoires qui sont nécessaire pour parcourir la longueur du système. Ces modules comprennent du matériel tel que des stations de travail d'acquisition de données (DAQ), des chambres environnementales et des équipements d'imagerie et d'éclairage à grande vitesse.

La conception SURE-test du système a connu une vaste utilisation et la validation dans le test de vitesse de déformation élevée et le développement du laboratoire de REL, ainsi que dans les installations sur différents sites universitaires, militaires et commerciaux.
REL SHPB 2 de sécurité du système

système de sécurité

En plus des formations de sécurité REL fournitures avec chaque système, la sécurité du système de REL est améliorée grâce à la mise à feu à distance du système SURE-lancement. Le contrôle de tir et le câblage peuvent être prises dans une pièce voisine pour initier un test. Le verrouillage du système peut être facilement complété par la déconnexion et de verrouillage en place du contrôle de tir dans un endroit à l'extérieur du laboratoire. Cela garantira qu'aucun utilisateur de l'ONU formés peuvent utiliser le module SURE-lancement.

Spécifications techniques de notre SHPB:

Les spécifications détaillées pour un système typique est la suivante:

Plateforme d'équipement d'essai à taux de déformation élevé REL 

  • Trois sections de base plate de 10 pieds REL. Ces sections se combinent pour un total de 30 pieds de rails de montage double largeur compatibles avec tous les modules du système SHPB.
  • Assemblage d'accélérateur automatisé de 1 ”. Cet accélérateur permet des diamètres de barre de percussion allant jusqu'à 1 ”de diamètre. Les unités de pression standard fonctionnent jusqu'à 300 psi et lancent des projectiles à barre de frappe jusqu'à 300 pi / s. Des unités à grande vitesse sont également disponibles.
  • Quinze supports de barres capable de transporter jusqu'à 1 barres "de diamètre. Ces supports sont 6 "hauteur de centre
  • Un amortisseur hydraulique avec support d'arrêt conçu pour absorber l'excès d'énergie de SHPB et des événements dynamiques de test d'impact. Le stand d'arrêt sert également de base de montage pour les cellules de charge, plateaux d'échantillons et des accessoires.
  • Un module de chronographe SURE-Speed. Le SURE-Speed ​​est un chronographe compact de haute précision conçu pour une utilisation de SHPB. Il enregistre des vitesses de l'attaquant pour l'essai dynamique et est facilement configuré avec une base clé de montage, support réglable en hauteur et un écran tactile intuitif.
REL SURE-Speed ​​Module
SHPB SURE-Servo Module de REL
Système d'essai mécanique servo

  • L'invention concerne un module de système de test servo-mécanique pour tester des échantillons à des taux de déformation faibles à moyens. Un système typique a une option de réduction d'engrenage qui générera jusqu'à 5000 lb de poussée / traction jusqu'à 6 po / s. En entraînement direct, il générera une poussée / traction de 500 lb jusqu'à 60 po / s. Le module servo se monte sur le système de base REL Flat et est compatible avec toutes les poignées d'extrémité de guidon, capuchons et échantillons du matériel SHPB.
    • Les poignées utilisées dans les essais de SHPB sont compatibles avec le système d'essai mécanique d'asservissement pour pouvoir obtenir à la fois des propriétés de vitesse de déformation quasi-statique et haute de matériaux.
Modules de tension et jeux de barres

  • Deux ensembles de poignées de tension et collets construits à la dernière spécification de REL pour les barres de système. REL fournira également l'outil de réglage requis pour l'installation d'un échantillon dans ces poignées.
    • Ces poignées et collets ont été développés et testés pour fournir une réponse dynamique cohérente et prévisible à travers l'événement de test.
    • L'outil de réglage fourni est utilisé pour définir les poignées dans l'échantillon à des pressions spécifiées. Cette réponse émet de charge cohérente de l'essai-test.
Acquisition et analyse des données

  • Un établi sur rail et une armoire à tiroirs. Cette unité se fixera au rail d'accessoires sur le système REL Flat et roulera dans n'importe quelle position sur la longueur du système. Il est généralement utilisé pour monter des ordinateurs, des conditionneurs de signaux, des oscilloscopes et stocker des outils, des échantillons et des câbles.
  • Logiciel de traitement révolutionnaire - SURE-Pulse est un logiciel open-source qui continue à être raffiné pour produire non seulement les résultats des tests de SHPB, mais aussi des données de processus de toute charge générique, la date de la souche utilisateurs peuvent générer. Les dernières fonctionnalités de SURE-Pulse intégrer les données d'image capturées par des caméras à haute vitesse. Utilisation de corrélation d'images numériques parcelles SURE-Pulse souche informations directement sur les images d'échantillons traités. Ceci permet à la courbe contrainte-déformation à être comparé à l'état visuel réel du matériau qui représente la courbe. Le fichier de résultats est portable et peut permettre une analyse à partager entre les différents utilisateurs. Les mesures prises pour transformer les données sont préservées, permettant de back-traçage des données de test.
SURE-Pulse Open Source Logiciels de REL
REL fournit un service inégalé après la vente avec des années de résultats de tests et sait comment nous l'utilisons pour nous assurer que nos clients peuvent tester en toute confiance immédiatement sur leur nouveau système clé en main. Plus de deux douzaines d'équipements de test à taux de déformation élevé de REL sont désormais disponibles dans diverses universités, instituts de recherche et entreprises sur les 5 continents.
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