Dzielony pręt Hopkinsona – stanowisko do badania materiałów przy

Dzielony pręt Hopkinsona –
stanowisko do badania
materiałów przy dużych
szybkościach odkształcenia
W YDZIAŁ MECHANICZNY
KATEDRA MECHANIKI I INFORMATYKI STOSOW ANEJ
W OJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA
Im. Jarosława Dąbrowskiego
ul Gen. Sylwestra Kaliskiego 2
00-908 WARSZAWA
Roman GIELETA
Tel.: +48 22 6839226
E-mail: [email protected]
http://kmiis.wme.wat.edu.pl
Stanowisko dzielonego pręta Hopkinsona
Stanowisko
zostało
zaprojektowane
w
celu
prowadzenia badań właściwości materiałów przy
dużych szybkościach odkształcenia w zakresie 102 to
104 s-1 (typowy zakres dla dzielonego pręta Hopkinsona
lub pręta Kolskiego).
Akwizycja danych i oprzyrządowanie
Do pomiaru sygnałów z prętów pomiarowych użyto
tensometrów elektrorezystancyjnych połączonych w
układzie ćwierć mostka. Do wzmocnienia i rejestracji
sygnałów wykorzystano wzmacniacz do szybkich
przebiegów LTT 500 (LTT Labortechnik Tasler GmbH,
Germany) oraz szybką kartę A/D NI USB-6366
(National Instruments, USA). W opisanym stanowisku
wzmacniacz i karta pomiarowa A/D posiadają pasmo
przenoszenia równe 1 MHz. Podczas badań sygnały
były próbkowane z odstępem czasu 0,5 µs.
8
7
6
Sygnały pomiarowe ze stanowiska
Napięcie [V]
5
4
3
Fala padająca
Fala transmitowana
2
Fala odbita
1
0
-1
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
-2
-3
Czas [ms]
5000
Rezultaty badań
4500
Naprężenie [MPa]
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
Odkształcenie
0,06
0,07
0,08
0,09
Split Hopkinson Pressure Bar –
the apparatus designed to
investigate materials at high
strain rates
FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING
DEPARTMENT OF MECHANICS AND APPLIED COMPUTER SCIENCE
MILITARY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
2 Gen. S. Kaliski Str.
00-908 WARSAW, POLAND
Roman GIELETA
Tel.: +48 22 6839226
E-mail: [email protected]
http://kmiis.wme.wat.edu.pl
Split Hopkinson Pressure Bar Apparatus
The apparatus was designed to investigate materials at
high strain rates is capable of characterizing the
mechanical response of structural materials at strain
rates in the range of 102 to 104 s-1 (typical range for a
Split Hopkinson Pressure Bar or a Kolsky bar).
Data acquisition and instrumentation
For the purpose of pressure bar signal measurements,
strain gauges connected in a quarter bridge
configuration are used. In the SHPB apparatus a
transient amplifier LTT 500 (LTT Labortechnik Tasler
GmbH, Germany) and high-speed A/D computer board
NI USB-6366 (National Instruments, USA) are used. In
the described apparatus the amplifier and the A/D
computer board have 1MHz frequency response. In the
set-up the signals are recorded digitally with a 0,5 µs
sampling step.
8
7
6
Signals from the SHPB apparatus
5
Voltage [V]
4
3
Incident Wave
Transmitted Wave
2
Reflected Wave
1
0
-1
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
-2
-3
Time [ms]
5000
Results of investigations
4500
4000
Stress [MPa]
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
Strain
0,06
0,07
0,08
0,09