JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

כאן אנו מציגים מתודולוגיה אפיון דגימות מתיחה דינמית במחירים למתח ביניים באמצעות מסגרת עומס הידראולי-servo במהירות גבוהה. נהלים זן מד מכשור וניתוח, כמו גם עבור תמונות דיגיטליות מתאם המתח המידות דגימות, גם מוגדרים.

Abstract

התגובה מכני של חומר תחת עומס דינמי היא בדרך כלל שונה ההתנהגות שלה בתנאים סטטי; לכן, הציוד quasistatic ואת הנהלים המשמש אפיון חומרים אינם ישימים עבור חומרים תחת עומסים דינאמיים. התגובה דינמי של חומר תלוי קצב דפורמציה שלה, היא מחולקת באופן כללי גבוה (קרי, גדול מ- 200/s), בינוני (קרי, 10−200/s), מתח נמוך דרג משטרים (קרי, להלן 10/s). כל שיחות משטרים כאלה עבור מתקנים ספציפיים והפרוטוקולים בדיקות להבטיח את המהימנות של הנתונים נרכשים. בשל גישה מוגבלת פרוטוקולי בדיקה המאומת ומתקני סרוו-הידראולי במהירות גבוהה, יש פער בולט בתוצאות בקצב למתח ביניים. כתב היד הנוכחי מציג פרוטוקול המאומת על אפיון חומרים שונים במחירים האלה למתח ביניים. מד מתח מכשור ופרוטוקולים המתאם תמונה דיגיטלי כלולים גם כמו מודולים ללא תשלום כדי לחלץ את הרמה עליונה של נתונים מפורטים של כל בדיקה בודדת. דוגמאות של נתונים גולמיים, המתקבל מגוון רחב של חומרים והתקנות הבדיקה (למשל, מתיחה והטיה של) מוצג מתואר ההליך ניתוח ישמש לעיבוד נתוני הפלט. לבסוף, נדונים האתגרים של אפיון דינאמיים באמצעות פרוטוקול הנוכחי, יחד עם המגבלות של המתקן ודרכי התגברות על בעיות פוטנציאליות.

Introduction

לרוב החומרים להפגין מידה מסוימת של זן שיעור התלות שלהם התנהגות מכני1 ו, לכן, בדיקות מכניות שנערך רק במחירים זן quasistatic אינה מתאימה לקבוע את מאפייניו גשמי דינאמי יישומים. התלות של קצב זן של חומרים ייחקר בדרך כלל באמצעות חמישה סוגים של מערכות בדיקה מכאנית: קונבנציונאלי בורג נסיעה עומס מסגרות, מערכות סרוו-הידראולי, מערכות סרוו-הידראולי ברמה גבוהה, ההשפעה בודקי ומערכות בר Hopkinson 1. פיצול Hopkinson ברים היה מתקן נפוצות עבור אפיון חומרים עבור העבר דינמי 50 שנה2. היו גם המאמץ המושקע Hopkinson ברים לבחון במחירים למתח ביניים ותחתון. עם זאת, מתקנים אלה הם בדרך כלל יותר מתאים אפיוני קצב למתח גבוה של החומר (קרי, בדרך כלל גדול מ- 200/s). יש פער הספרות על קצב זן אפיון תכונות החומר במחירים למתח ביניים בטווח של 10−200/s (קרי, בין זן quasistatic וגבוה קצב תוצאות המתקבל פיצול Hopkinson ברים3), שבו הוא אמור גישה מוגבלת מתקנים וחוסר הליכים אמין למתח ביניים קצב הבדיקות גשמי.

מסגרת עומס הידראולי-servo במהירות גבוהה חל עומס הדגימה במהירות קבועה ומוגדרות מראש. אלה לטעון לטובת מסגרות של מתאם מרווח, בדיקות מתיחה, מאפשר גלגל נוהג להגיע המהירות הרצויה לפני מתחיל ההעמסה. מתאם מרווח מאפשר בראש לנסוע מרחק מסויים (למשל, 0.1 m) כדי להגיע את מהירות יעד ולאחר מכן מפעיל החלה את העומס על הדגימה. מסגרות עומס הידראולי-servo במהירות גבוהה בדרך כלל לבצע בדיקות תחת הזחה לשלוט במצב ולתחזק מהירות קבועה למפעיל לייצר קבוע הנדסה זן המחירים3.

שיטות למדידת הדגימה התארכות מסווגים בדרך כלל קשר או טכניקות אסטמה של4. טכניקות ליצירת קשר כוללים שימוש בכלים כגון extensometers על הבגד, בעוד extensometers לייזר מועסקים למדידות ללא מגע. מאז extensometers קשר נוטים השפעות אינרציה, הם אינם מתאימים עבור ניסוים דינמיים; אסטמה של extensometers אינם סובלים מהבעיה.

תמונה דיגיטלית מתאם (DIC) הוא שיטת מדידה אופטי, ללא מגע, שדה מלא מתח, אשר היא גישה חלופית המתח מודד למדוד את המתח/לטעון ולהתגבר על כמה מן האתגרים (למשל, תופעת מצלצל) הקשורים עם אפיון חומרים דינמי5. מאבחנים המתח התנגדות עלולים לסבול ממגבלות כגון אזור מוגבל של מדידה, מגוון מוגבל של התארכות, שיטות הרכבה מוגבל, ואילו DIC הוא תמיד מסוגל לספק מידה מלא-שדה זן מהמשטח הדגימה במהלך הניסוי.

ההליך הציג המתאר את השימוש מסגרת עומס הידראולי-servo במהירות גבוהה יחד עם DIC והוא יכול לשמש כמסמך משלימים פיתחה לאחרונה הנחיות תקן6 כדי להבהיר את פרטי ההליך ניסיוני. המקטע על המסגרת עומס סרוו-הידראולי ניתן בעקבות למגוון רחב של מבחן setups (למשל, מתיחה, compressive, והטיה של), אפילו עם עומס quasistatic נפוצות מסגרות גם כן, ולכן מכסה מגוון רחב של מתקנים. יתר על כן, בסעיף DIC ניתן להחיל בנפרד לכל סוג של בדיקות מכניות או תרמית, עם שינויים מזעריים.

Protocol

1. דגימה הכנה

  1. להכין את עצם בצורת דגימות מתיחה על פי תקן ISO6 מראש.
    הערה: דגימות דומים הם גם בשימוש4.
  2. התקן מאבחנים המתח על המקטע tab (חובה למדידה עומס) ועל סעיף מד (אופציונלי למדידה זן) של הדגימה מתיחה.
    1. בחר את הדגם המתאים של מד המתח בהתבסס על הגודל המרבי סיומת, בדיקה טמפרטורה, התנגדות חשמלית, ועוד4.
    2. לנקות את השטח של הדגימה עם אלכוהול איזופרופיל להסיר כל זיהום ולהתקין מד המתח במיקום הנכון. להתקין מד המתח סעיף tab-שווה או גדול מרוחב של המקטע לשונית המקטע הלופתים ובמקטע מד כדי להבטיח זרם מתח אחיד של נירות ערך (כלומר אין ריכוז מתח), אחרת אנליזה נומרית נדרש כדי לחזות את ערך הלחץ במיקום של מד המתח.
    3. חבר את החוטים מד המתח לתיבה גשר ויטסטון. להשתמש בטאב חיבור החוט אם נדרש כדי לטעון את. הקשרים החוטים החיצוניים.
    4. ודא מד מתח קריאה עם טעינה פשוטה, תנאי גבול. חל עומס ידוע הדגימה (למשל לתלות מסה ידוע מן הדגימה) ולבדוק את הקריאות זן.
  3. להכין את הדגימה DIC כדלקמן:
    1. הכנת פני השטח של הדגימה עם תכונות חדות גבוהה. לדוגמה, לצבוע את הדגימה לבן, רבב זה עם נקודות שחורות משובחים. באמצעות ניסוי וטעייה תואמת לתבנית חודרני לגודל חיישן התמונה מצלמה כזאת כל חודרני מורכב של-3 פיקסלים או יותר.
      הערה: הימנעו מביצוע DIC בצד כי מאבחנים המתח מותקנים כדי למנוע את תכונות פני השטח לא רצויים.
    2. השאר לצבע להתייבש לפני הבדיקה. בדיקת הדגימה, רצוי, באותו יום שהוא היה צבוע.
      הערה: בהתאם לסוג עקביות של הצבע, זה עשוי לקחת כמה שעות. אין להשאיר את דגימות מנומר לתקופה ממושכת (למשל, מספר ימים) לפני בדיקה כמו זה יגרום שבירות להפוך את צבע ולא מתקלף במהלך הבדיקה.

2. סטארט-אפ הליך

  1. מאתחל את המחשב אל מסוף הבקרה באמצעות הלחצן על עליות (ספק כוח רציפים). בדוק שסתום הניתוק מן המשאבה על המסגרת בקצב גבוה פתוח ולאחר מכן הפעל את המחשב.
  2. מן ההתחלה של שולחן העבודה ליישום בקר, בחירת התצורה Displacement.cfg לחשב שיעור גבוה , ואז לחץ על איפוס כדי לנקות interlock 1 (תחת פקדים תחנת).
    הערה: האינדיקטורים שני אחרים (תוכנית 1 ו- 1 שער) יהיה אדום בגלל לחץ גבוה הידראולי אינו מוחל עוד.
  3. בדוק שליטה בלעדית אז רק יכול להיות נשלט המסגרת של התוכנה (ולא המכשיר).
  4. עכשיו, להתניע את המשאבה (HPU) ופתח את סעפת שירות (HSM 1) אחד על ידי אחד (סה כ 3). עבור כל מקרה יתקלח מחוון נמוך מפסיקה להבהב לפני לחיצה על מחוון גבוהה. אם המשאבה כבר בלי הרבה זמן, המתן 30 s לפני בחירת הגבוה כדי לתת את הזמן משאבת מזין לאספקת שמן בלחץ גבוה המשאבה.
  5. שוב, משולחן העבודה, להפעיל את תוכנת עיצוב הבדיקה. הכלים לוודא HPU ואת HSM 1 יוצאים ON (ירוק). מתוך התפריט העליון קובץ > ניו > מבחן מתבנית בחר תבניות מותאמות אישיתולאחר מכן בחר לבחון מתח.

3. הגדרת המידות זן

  1. ללכת אל הפקד גלגל נוהג של מסגרת עומס (ליד המכשיר) ולהפוך את המתג על שיעור נמוך (סמל צב).
  2. בתוך החדר מבחן לחבר את החוטים של strain gauge(s) הדגימה תיבת מד המתח באמצעות הקוד צבע (אדום, לבן ושחור). אם יש מד זן אחד בלבד, השתמש הסדרה ס ג 1.
    הערה: קצה החוט האדום היא מסוף נפרד (עירור + או -), הלבנה והשחורה הן התחושה ואת האות מוביל.
  3. ביישום בקר ותחת כניסות עזר ללכת זן 1 (או 2) כדי לבחור את הטווח המרבי של הזנים (כלומר 2%, 5% או 10%). לדוגמה, אם נבחרה 5%, התוכנה זה מ- 50,000 µε פלט 10 וולט ומפות. אי אפשר לאמוד זנים מעבר ל- 5%.
  4. הפעל את תוכנת השירות מרכך כדי להגדיר את מאבחנים המתח איזון לגשר ויטסטון לפי השלבים הבאים:
    1. לחשב את מתח באמצעות הנוסחה גשר ויטסטון:
      figure-protocol-3621
      . הנה, VO היא המתח, VE הוא המתח עירור, GF היא הגורם מד, חדוה1 הוא 50,000 (5%), בעוד חדוה2, חדוה3וחדוה4 אפס (גשר השלמה).
  5. לחשב את הרווח באמצעות המשוואה הבאה:
    figure-protocol-3938
  6. תוכנת השירות של מרכך, ישנם אפשרויות של 1, 8, 64 ו 512 Preamp להשיג, ואילו ערך רווח של המגבר פוסט הוא מוגבל ל- 9. 9976. חישוב מגבר פוסט שרווח בהתבסס על אפשרויות שונות של 1, 8, 64 ו 512 Preamp להשיג באמצעות המשוואה הבאה:
    figure-protocol-4237
  7. בחר את הנמוך Preamp לקבל את זה נותן את המגבר של פוסט רווח נמוכים יותר 9.9976, קלט ערכים אלה לתוך התוכנה כלי מרכך.
  8. להפעיל את התוכנה גבוהה קצב הנתונים רכישת תצורה. תחת עומס ערוצים (ערוץ 3 ו-4), הזן טווח מד המתח (למשל 50,000) בהיקף מלא.
    הערה: ערוץ 1 ו-2 מוקדשים הזחה וכוח, בהתאמה.
  9. הסט של מאבחנים המתח לאפס לפי השלבים הבאים:
    1. בתוכנה, הסר תחילה כל ערכי הסטה עבור הערוצים זן (להביא את ערכי הסטה לאפס).
      הערה: תהליך זה צריך להיעשות כאשר הדגימה הבדיקה הוא נח (למשל על השולחן) אינה תחת עומס.
    2. לאחר מכן, להתאים את הפרמטר גשר איזון להביא את המתח readout כמעט לאפס. זהו השלב התאמת גס.
    3. ואז להתאים את הפרמטר משוב אפס , להביא את הערך זן בתוכנה מנהל זן לחלוטין לאפס. השלב זה התאמת משובח.
    4. על מנת להבטיח שפרמטרי קלט היו נכונים, לחץ על האפשרות להסיט לזמינה .
      הערה: ערך המתח בתוכנת בקר היישום צריך לקרוא 1640 µε (עם כל אחד + או - סימן). זכור לבטל את המחלף כדי להסיר את המחלף resistor מחוץ לגשר ויטסטון. הערך זן יחזור להיות אפס.
  10. אם קיימים שני מאבחנים המתח על הדגימה, בתוכנה כלי מרכך, לחץ על זן 2 וחזור על כל השלבים התקנת מד המתח.

4. הרכבה הדגימה הבדיקה

  1. ביישום בקר להפעיל את בקרת ידני והזן את המיקום של הראש כדי סיומת מלאה ב-125 מ מ.
  2. לחץ על כדי לבטל את תיבת הסימון הפעל פקודה ידני בטל את סימון התיבה שליטה בלעדית .
  3. להשתמש הנורה הרכבה כדי ליישר את הקופון בתוך אוחז. כבל אלסטי עשוי לשמש כדי להחזיק את המתאם מרווח בעמדה שקועה לתת מקום להתקין את הקופון. להדק את הקופון באחיזה התחתונה תחילה.
  4. על המכשיר ללחוץ על סמל מפתח בפינה הימנית העליונה כדי להפעיל את המכשיר. ודא כי התיבה שליטה בלעדית על התוכנה אינה מסומנת. ודא שהאחיזה העליונה משוחרר כדי למנוע את היישום לא רצויים של עומס הדגימה.
    1. הסר את כבל אלסטי ודחף את סמל גלגל מתחת וגלגל בבקר כדי להפעיל אותו. לאט לאט, גלגל את הגלגלת להביא את הראש עד כמעט במלואה "ניתק" הזרוע התחתונה של מתאם מרווח גלגל נוהג כמעט ב-125 מ מ.
      הערה: המיקום של הראש ניתן לקרוא על המכשיר.
  5. על המכשיר ללחוץ על סמל מפתח שוב כדי לבטל את הפעלת המכשיר. חזור אל המחשב ועל בדיקת יישום בקר התיבה שליטה בלעדית והשתמש שליטה ידנית כדי להביא את הראש בדיוק מ מ-125. האחיזה העליונה הוא רופף ולכן יש עומס אין להחיל את הקופון.
  6. עכשיו, הדק העליון להתמודד עם מפתח ברגים, מפתח על-ידי סיבוב המתאם מרווח. אל תסובבו את הקופון בעת הידוק האחיזה.
  7. בדוק הדיסקיות ספירלה בין את מתאם מרווח גלגל נוהג ביניים וודא שהם צמודים ויש אין אישור צירית לאורך הרכבת עומס.
  8. שוב, באמצעות תיבת בקרה גלגל נוהג לחזור למסגרת שיעור גבוה (סמל הארנב), וודא כי הדלתות מארז סגורות בחוזקה.
  9. חזרה על המחשב, כדי לנקות משתלב לחץ איפוס (בצד ימין של היישום בקר).
    הערה: משתלב כוללים "שלב 1" (interlock בשרשרת שעובר דרך כל המסגרות, את המשאבה), "תוכנית 1" (תוכנות מחשב הנשלט, לדוגמה, מהירות גבוה/נמוך), "שער 1" (מארז ואת קצב מתג), ו- "C-Stop 1" (stop מבוקר) .
  10. כאשר יש כוונה להעביר את הראש באופן ידני, בטל את סימון התיבה להפעיל ידנית הפקודה בתפריט הפקודה ידנית כדי למנוע הזנת מספר לתוך התוכנה ומזיזים את הראש בטעות.

5. DIC ההתקנה הכנה

  1. לחבר את מצלמת מהירות גבוהה למחשב באמצעות כבל LAN Gigabit.
  2. להתחבר בתיבת קלט/פלט דיגיטלי מצלמה מהיר ובקר מסגרת MTC.
  3. חבר את המחשב אל בקר מסגרת MTS באמצעות תיבת DAQ. אותות כוח ותזוזה מועברים מן הבקר MTS למחשב דרך תיבה זו.
  4. לחבר את מצלמת מהירות גבוהה לתיבה DAQ את לחצן האות במוקש, האות סינכרון.
  5. לטעון את המצלמה על גבי הבסיס של המסגרת עומס כדי להימנע התנועה היחסית בין המצלמה הדגימה במהלך הבדיקה, כפי המסגרת מטלטל עקב ההשפעה.
  6. מקם את המצלמה בקפידה כדי להבטיח שחיישן התמונה שלה, הוא מקביל הדגימה. השתמש עדשה telecentric (למשל, באופטו-הנדסה 23-64with שדה הראייה של 64 × 48 מ מ, במרחק העבודה של מ 182) כדי לצמצם את האפשרות של פרספקטיבה עיוות של out-של-plane תנועה.
  7. במהלך התקנת המצלמה, שקול להרכב הסופי של הדגימה וודא כי שדה הראייה של המצלמה מכסה את הדגימה לאורך המבחן כולו.
  8. כדי להגדיר את החיבורים תוכנה במחשב, בחר רשת ומרכז שיתוף של Windows בלוח הבקרה. לאחר מכן לחץ על ההתקשרות המקומית.
  9. בחר פרוטוקול אינטרנט גירסה 4 (TCP/IPv6) של מאפייני Local Area Connection ולהגדיר את כתובת ה-IP.
  10. פתח את התוכנה viewer הדמיה במהירות גבוהה, לחץ לאתר ולאחר מכן לשמור את ההתקנה.
  11. לחץ על לחצן המצלמה האפשרויות , בחר בכרטיסיה קלט/פלט כדי להגדיר את אותות חיצוניים.
  12. כדי להגדיר את קצב המסגרות והרזולוציה המסגרת, לחץ על הלחצן משתנה . הגדר את תדירות המצלמה ואת את קצב רכישת נתונים תיבת רכישה (DAQ) מספר זהה של מערכת רכישה של נתונים במהירות גבוהה במסגרת עומס כדי להקל את הצעד ניתוח נתונים
  13. פתוח הגבוה מהירות DAQ במציג במהירות גבוהה הדמיה ובחר את הערוצים נדרש ודוגמאות לכל מסגרת.
  14. לאחר ההתקנה מצלמה, ללכוד כמה תמונות סטטיות, לחשב את השדה זן באמצעות השגרה המתאם התמונה.
    הערה: הלחץ המקסימלי ואת displacements נמדד מהקומה הזו רעש מצוינים, מספקים מדד איכותי של איכות התמונה.

6. להריץ את הבדיקה

  1. ב תוכנת עיצוב של הבדיקה, מתוך התפריט העליון בצע קובץ > ניו > מבחן > מבחן מתבנית. לאחר מכן תחת תבניות מותאמות אישית לפתוח מתח הבדיקה.
  2. בחר להפעיל מבחן חדש והזן את שם קובץ חוקי (בדרך כלל שם הקופון ללא רווחים). שנה את השדות לפי הצורך; לאחר מכן לחץ על אישור.
    1. אם מאבחנים המתח הינם כלולים, לזכור קלט ערוץ מונה כ- 4.
    2. נקודת המוצא היא בד כ-125 מ מ. זה חשוב כי אם היא אינה נכונה הראש יעבור לערך זה לפני המבחן מתחיל העלול לגרום נזק את הקופון.
    3. ערכי ברירת המחדל עבור קצב רכישת מהירות גבוהה וגודל מאגר הם 50,000 ו- 20,000, בהתאמה. בהתאם משך הבדיקה ואת הזמן הנדרש הרזולוציה (מרווח הזמן בין נקודות נתונים), לשנות את המספרים האלה במידת הצורך.
      הערה: הפרמטרים של ברירת המחדל התוצאה שמירת נתונים על משך הזמן של 0.4 s.
    4. עבור בחירת קצב הרמפה נומינלי הצורך מהירות ראש (לדוגמה, 8,000 מ מ/s), ואז לחץ על אישור.
  3. סדרה של הנחיות יופיע, והזכיר כדי לבדוק אם החומרה מפתח פעמים, אחרי אשר יהיה יזם את הבדיקה על ידי לחיצה על הסמל ' הפעל '.
  4. במסוף הבקרה לעבור את מצב בחר בקצב גבוה. פעולה זו מפעילה את השסתום גדול עבור יישום עומס בקצב גבוה. ברירת המחדל שסתום 1 נבחר (דולקת).
  5. על מסך המחשב, מוצגים סדרה של צעדים. בצע את השלבים.
  6. במסוף הבקרה, נלחצים והחזק את מתג זרוע/טעינה מצבר . המערכת עכשיו הוא מוכן.
  7. הקש על האש כדי לסיים את המבחן.
  8. לעבור את מצב בחר חזרה אל תקן ולחץ על לחזור כדי להתחיל (הכפתור הירוק) על המסוף להחזיר את הראש מן endcap (125 מ"מ).
  9. פתח את הפקד גלגל נוהג ו לעבור חזרה אל הקצב נמוך (סמל צב).
  10. פתח את המתחם, להוציא את הדגימה. למצוא את קבצי הנתונים המאוחסנים על המחשב
    C:\Datafiles\High קצב נתונים (נתונים בקצב גבוה) ו- C:\Datafiles\Low קצב נתונים (שיעור נמוך נתונים).

7.. הליך הכיבוי

  1. על תוכנת היישום בקר להפוך את 1 HSM נמוך (צהוב) ולאחר מכן את (אדום). זה לסגור את סעפת, לסגור את המשאבה.
  2. תוכנת עיצוב של הבדיקה, שמור הבדיקה לרוץ, אם נדרש, על ידי הפעולות הבאות מהתפריט העליון קובץ > שמור כמו ולאחר מכן לבחור את המבחן. סגור את תוכנת עיצוב הבדיקה.
  3. לסגור את היישום בקר. שמור את הפרמטרים לפני סגירת התוכנה, אם נדרש. כבה את המחשב.
  4. סגור את השסתום הידראולי (ידית גדולה), לכבות במסוף הבקרה שוב באמצעות לחצן ההפעלה על עליות.

8. ניתוח נתונים

  1. לייצא את הנתונים הגולמיים מהמחשב מסגרת עומס לתוך התוכנה עיבוד דפוס של בחירה.
  2. לחשב את העומס בפועל מן הקריאות מד המתח רכוב על המקטע מד ולהשוות אותם עם נתוני עומס raw מהירות גבוהה DAQ. אם הצלצול במהירות גבוהה DAQ נתונים הוא חמור, השתמש טעינה מחושב מד המתח הבא שלבים4.
  3. לחשב את הלחץ מד המקטע, σמד, בהתבסס על המטען המחושב, P, ואת חתך הרוחב הדגימה את המקטע מד, סימןx - סעיף:
    figure-protocol-12694
  4. לקבל את המתח על המקטע מד מן באחת השיטות הבאות:
    1. המתח הממוצע במדור מד:
      1. חישוב התארכות סעיף טאב על-ידי הכרת את העומס, אורך המקטע טאב, הנפח של הדגימה ושטח חתך הרוחב.
        הערה: אם הנפח הוא פונקציה של זן קצב, שגרת איטרטיבי (פרטים מוסברים הפניה7) נדרש.
      2. להחסיר לשונית סעיף התארכות של התארכות הדגימה כולה (כלומר טען מסגרת ראש הזחה) כדי להשיג את התארכות סעיף מד.
      3. לחשב את המתח הממוצע במדור מד בהתבסס על התארכות סעיף מד ובאורכו ההתחלתי.
    2. זן מקומי DIC:
      1. לקבוע את המיקום על המקטע מד איפה הדגימה נכשל (קרי לשתיים) ולהגביל את השדה המתח באזור המקומי בסביבה של המקטע כשל.
      2. למדוד ולהקליט את המתח באזור המקומי באמצעות של DIC שלאחר עיבוד תוכנה של הבחירה.
  5. שרטט את עקומת מאמץ-זן המתקבל השלבים הקודמים.

תוצאות

משך בדיקת דינמי הוא בדרך כלל להשוות משך הזמן הנדרש עבור גלי הלחץ לנסוע הלוך ושוב לאורך הרכבת עומס (קרי אוחז הדגימה, העמסה) מערכת1. מבחן דינמי זה תקף אם המספר ואת משרעת גלי הלחץ במהלך בדיקה דינמית נשלטת כך מושגת שיווי משקל דינמי, הדגימה חוויות עיוות הומוגנית בקצ...

Discussion

הנתונים הגולמיים המתקבל מהניסוי מושפעת הדגימה גאומטריה ו מאבחנים המתח על המיקום הדגימה. הנתונים העומס למתח נמוך קצב ניסוים דינמיים שרכשה דסקית עומס חשמלי piezo שולבו המסגרת עומס במחירים למתח גבוה יותר (ברוס et al. 3 המוצע > 10/s, בעוד שלגבי וואנג ואח. 9 דיווחה על...

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

המחברים להכיר את הסיוע הגדול Dmitrii Klishch, מישל Delannoy, טיילר Musclow, קירבי פרייזר, יהושע אילזה, אלכס Naftel. תמיכה כספית מאת נבחרת מחקר המועצה קנדה (NRC) דרך התוכנית טכנולוגיה חומרים אבטחה (SMT) מוערך בנוסף.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Camera LensOpto EngineeringTelecentric lens 23-64
High Speed Camera SAX Photron Fastcam 
High Speed DAQ National InstrumentsUSB-6259
High Speed Servo-Hydraulic Load FrameMTS Systems CorporationCustom Built
Jab Bullet Light with diffuser AADyn JAB BULLET  15° diffusers 
Strain gaugeMicro-MeasurementsModel EA-13-062AQ-350

References

  1. Xiao, X. Dynamic tensile testing of plastic materials. Polymer Testing. 27 (2), 164-178 (2008).
  2. Nemat-Nasser, S., Isaacs, J. B., Starrett, J. E. Hopkinson techniques for dynamic recovery experiments. Proceedings of Royal Society of London A Mathematical Physical and Engineering Sciences. 435 (1894), 371-391 (1991).
  3. Bruce, D., Matlock, D., Speer, J., De, A. Assessment of the strain-rate dependent tensile properties of automotive sheet steels. SAE World Congress. , (2004).
  4. Rahmat, M. Dynamic mechanical characterization of aluminum: analysis of strain-rate-dependent behavior. Mechanics Time-Dependent Materials. , (2018).
  5. Gray, G., Blumenthal, W. R. . Split-Hopkinson pressure bar testing of soft materials. 8, 1093-1114 (2000).
  6. . . ISO 26203-2:2011; Metallic materials-Tensile testing at high strain rates-Part 2: Servo-hydraulic and other test systems. , 15 (2011).
  7. Rahmat, M., Naftel, A., Ashrafi, B., Jakubinek, M. B., Martinez-Rubi, Y., Simard, B. Dynamic Mechanical Characterization of Boron Nitride Nanotube - Epoxy Nanocomposites. Polymer Composites. , (2018).
  8. . SAE, High strain rate testing of polymers. SAE International. , 27 (2008).
  9. Wang, Y., Xu, H., Erdman, D. L., Starbuck, M. J., Simunovic, S. Characterization of high-strain rate mechanical behavior of AZ31 magnesium alloy using 3D digital image correlation. Advanced Engineering Materials. 13 (10), 943-948 (2011).
  10. Mansilla, R. A., García, D., Negro, A. Dynamic tensile testing for determining the stress-strain curve at different strain rate. 6th International Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materials Under Dynamic Loading. 10 (9), 695-700 (2000).
  11. Zhu, D., Mobasher, B., Rajan, S. D., Peralta, P. Characterization of Dynamic Tensile Testing Using Aluminum Alloy 6061-T6 at Intermediate Strain Rates. Journal of Engineering Mechanics. 137 (10), 669-679 (2011).
  12. Schossig, M., Bieroegel, C., Grellmann, W., Bardenheier, R., Mecklenburg, T. Effect of strain rate on mechanical properties of reinforced polyolefins. 16th European Conference of Fracture. , 507-508 (2006).
  13. Xia, Y., Zhu, J., Wang, K., Zhou, Q. Design and verification of a strain gauge-based load sensor for medium-speed dynamic tests with a hydraulic test machine. International Journal of Impact Engineering. 88, 139-152 (2016).
  14. Yang, X., Hector, L. G., Wang, J. A Combined Theoretical/Experimental Approach for Reducing Ringing Artifacts in Low Dynamic Testing with Servo-hydraulic Load Frames. Experimental Mechanics. 54 (5), 775-789 (2014).
  15. Xia, Y., Zhu, J., Zhou, Q. Verification of a multiple-machine program for material testing from quasi-static to high strain-rate. International Journal of Impact Engineering. 86, 284-294 (2015).
  16. Yan, B., Kuriyama, Y., Uenishi, A., Cornette, D., Borsutzki, M., Wong, C. Recommended Practice for Dynamic Testing for Sheet Steels - Development and Round Robin Tests. SAE International. , (2006).
  17. Borsutzki, M., Cornette, D., Kuriyama, Y., Uenishi, A., Yan, B., Opbroek, E. Recommendations for Dynamic Tensile Testing of Sheet Steels. International Iron and Steel Institute. , (2005).
  18. Rusinek, A., Cheriguene, R., Bäumer, A., Klepaczko, J. R., Larour, P. Dynamic behaviour of high-strength sheet steel in dynamic tension: Experimental and numerical analyses. The Journal of Strain Analysis for Engineering Design. 43 (1), 37-53 (2008).
  19. Diot, S., Guines, D., Gavrus, A., Ragneau, E. Two-step procedure for identification of metal behavior from dynamic compression tests. International Journal of Impact Engineering. 34 (7), 1163-1184 (2007).
  20. LeBlanc, M. M., Lassila, D. H. A hybrid Technique for compression testing at intermediate strain rates. Experimental Techniques. 20 (5), 21-24 (1996).
  21. Xiao, X. Analysis of dynamic tensile testing. 11th International Congress and Exhibition on Experimental and Applied Mechanics. , (2008).
  22. Othman, R., Guégan, P., Challita, G., Pasco, F., LeBreton, D. A modified servo-hydraulic machine for testing at intermediate strain rates. International Journal of Impact Engineering. 36 (3), 460-467 (2009).
  23. Kwon, J. B., Huh, H., Ahn, C. N. An improved technique for reducing the load ringing phenomenon in tensile tests at high strain rates. Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics. Costa Mesa, United States. , (2016).
  24. Pan, W., Schmidt, R. Strain rate effect in material testing of bulk adhesive. 9th International Conference on Structures Under Shock and Impact. 87, 107-116 (2006).
  25. Zhang, D. N., Shangguan, Q. Q., Xie, C. J., Liu, F. A modified Johnson-Cook model of dynamic tensile behaviors for 7075-T6 aluminum alloy. Journal of Alloys and Compounds. 619, 186-194 (2015).
  26. Fitoussi, J., Meraghni, F., Jendli, Z., Hug, G., Baptiste, D. Experimental methodology for high strain-rates tensile behaviour analysis of polymer matrix composites. Composites Science and Technology. 65 (14), 2174-2188 (2005).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

145servo

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved