Name: conducting elevated temperature normal and combined pressure-shear plate impact experiments via a breech-end sabot heater system
Uploaded: 2018-08-07T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Conducting Elevated Temperature Normal and Combined Pressure-Shear Plate Impact Experiments Via a Breech-end Sabot Heater System at JoVE.com

De auteurs wil erkennen van financiële steun van het Amerikaanse ministerie van energie door middel van het rentmeesterschap wetenschap academische Alliantie DOE/NNSA (DE-NA0001989 en DE-NA0002919) bij het uitvoeren van dit onderzoek. Tot slot wil de auteurs Los Alamos National Lab bedanken voor hun samenwerking ter ondersteuning van die inspanningen in de huidige en toekomstige onderzoeken.

1. steekproef en Target materiële voorbereiding
Opmerking: In het volgende protocol, zullen we de stappen die nodig zijn voor het voorbereiden van de monster- en het doeldomein materialen, die later zal worden gebruikt in een omgekeerde geometrie experiment voor de gevolgen van de normale plaat detail. Bij deze instelling zal een flyer plaat (ook het monster), gehouden op de voorzijde van een sabot, worden gelanceerd via een ééntraps gas pistool en gemaakt om de impact van een plaat van de st...

<ol>
	<li>Davies, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+critical+study+of+the+Hopkinson+pressure+bar.">A critical study of the Hopkinson pressure bar.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 240, 375-457 (1948).</li><li>Kolsky, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+the+mechanical+properties+of+materials+at+very+high+rates+of+loading.">An investigation of the mechanical properties of materials at very high rates of loading.</a> Proceedings of the Physical Society. Section B. 62, 676 (1949).</li><li>Gilat, A., Cheng, C. -. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Torsional+split+Hopkinson+bar+tests+at+strain+rates+above+104s&#8722;+1.">Torsional split Hopkinson bar tests at strain rates above 104s&#8722; 1.</a> Experimental Mechanics. 40, 54-59 (2000).</li><li>Harding, J., Wood, E., Campbell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tensile+testing+of+materials+at+impact+rates+of+strain.">Tensile testing of materials at impact rates of strain.</a> Journal of Mechanical Engineering Science. 2, 88-96 (1960).</li><li>Clifton, R. J., Klopp, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure-shear+plate+impact+testing.">Pressure-shear plate impact testing.</a> Metals handbook. 8, 230-239 (1985).</li><li>Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+Response+of+99.999%+Purity+Aluminum+Under+Dynamic+Uniaxial+Strain+and+Near+Melting+Temperatures.">Mechanical Response of 99.999% Purity Aluminum Under Dynamic Uniaxial Strain and Near Melting Temperatures.</a> International Journal of Impact Engineering. 113, 180-190 (2017).</li><li>Wang, T., Zuanetti, B., Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shock+Response+of+Commercial+Purity+Polycrystalline+Magnesium+Under+Uniaxial+Strain+at+Elevated+Temperatures.">Shock Response of Commercial Purity Polycrystalline Magnesium Under Uniaxial Strain at Elevated Temperatures.</a> Journal of Dynamic Behavior of Materials. 3, 497-509 (2017).</li><li>Dike, S., Wang, T., Zuanetti, B., Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Uniaxial+Compression+of+HSLA-65+Steel+at+Elevated+Temperatures.">Dynamic Uniaxial Compression of HSLA-65 Steel at Elevated Temperatures.</a> Journal of Dynamic Behavior of Materials. 3, 510-525 (2017).</li><li>Okada, M., Liou, N. -. S., Prakash, V., Miyoshi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tribology+of+high+speed+metal-on-metal+sliding+at+near-melt+and+fully-melt+interfacial+temperatures.">Tribology of high speed metal-on-metal sliding at near-melt and fully-melt interfacial temperatures.</a> Wear. 249, 672-686 (2001).</li><li>Prakash, V., Clifton, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fracture Mechanics: Twenty Second Symposium (vol. 1). , (1992).</li><li>Prakash, V., Mehta, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uniaxial+Compression+and+Combined+Compression-and-Shear+Response+of+Amorphous+Polycarbonate+at+High+Loading+Rates.">Uniaxial Compression and Combined Compression-and-Shear Response of Amorphous Polycarbonate at High Loading Rates.</a> Polymer Engineering and Science. 52, 1217-1231 (2012).</li><li>Lee, Y., Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+fracture+toughness+versus+crack-tip+speed+relationship+at+lower+than+room+temperature+for+high+strength+4340VAR+structural+steels.">Dynamic fracture toughness versus crack-tip speed relationship at lower than room temperature for high strength 4340VAR structural steels.</a> Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 46, 1943-1967 (1998).</li><li>Lee, Y., Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+brittle+fracture+of+high+strength+structural+steels+under+conditions+of+plane+strain.">Dynamic brittle fracture of high strength structural steels under conditions of plane strain.</a> International Journal of Solids and Structures. 36, 3293-3337 (1999).</li><li>Yuan, F., Prakash, V., Lewandowski, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shear+yield+and+flow+behavior+of+a+Zirconium-based+bulk+metallic+glass.">Shear yield and flow behavior of a Zirconium-based bulk metallic glass.</a> Mechanics of Materials. 42, 248-255 (2010).</li><li>Shazly, M., Prakash, V., Draper, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+behavior+of+Gamma-Met+PX+under+uniaxial+loading+at+elevated+temperatures+and+high+strain+rates.">Mechanical behavior of Gamma-Met PX under uniaxial loading at elevated temperatures and high strain rates.</a> International Journal of Solids and Structures. 41, 6485-6503 (2004).</li><li>Klopp, R., Clifton, R., Shawki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure-shear+impact+and+the+dynamic+viscoplastic+response+of+metals.">Pressure-shear impact and the dynamic viscoplastic response of metals.</a> Mechanics of Materials. 4, 375-385 (1985).</li><li>Arvidsson, T. E., Gupta, Y., Duvall, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precursor+decay+in+1060+aluminum.">Precursor decay in 1060 aluminum.</a> Journal of Applied Physics. 46, 4474-4478 (1975).</li><li>Gilat, A., Clifton, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure-shear+waves+in+6061-T6+aluminum+and+alpha-titanium.">Pressure-shear waves in 6061-T6 aluminum and alpha-titanium.</a> Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 33, 263-284 (1985).</li><li>Barker, L., Hollenbach, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shock+wave+study+of+the+&#945;&#8644;&#949;+phase+transition+in+iron.">Shock wave study of the &#945;&#8644;&#949; phase transition in iron.</a> Journal of Applied Physics. 45, 4872-4887 (1974).</li><li>Shazly, M., Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shock+response+of+a+gamma+titanium+aluminide.">Shock response of a gamma titanium aluminide.</a> Journal of Applied Physics. 104, 083513 (2008).</li><li>Yuan, F., Prakash, V., Lewandowski, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spall+strength+and+Hugoniot+elastic+limit+of+a+Zirconium-based+bulk+metallic+glass+under+planar+shock+compression.">Spall strength and Hugoniot elastic limit of a Zirconium-based bulk metallic glass under planar shock compression.</a> Journal of Materials Research. 22, 402-411 (2007).</li><li>Yuan, F. P., Prakash, V., Lewandowski, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spall+strength+of+a+zirconium-based+bulk+metallic+glass+under+shock-induced+compress+ion-and-shear+loading.">Spall strength of a zirconium-based bulk metallic glass under shock-induced compress ion-and-shear loading.</a> Mechanics of Materials. 41, 886-897 (2009).</li><li>Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pressure-shear+plate+impact+experiment+for+investigating+transient+friction.">A pressure-shear plate impact experiment for investigating transient friction.</a> Experimental Mechanics. 35, 329-336 (1995).</li><li>Kumar, P., Clifton, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+alignment+of+impact+faces+for+plate+impact+experiments.">Optical alignment of impact faces for plate impact experiments.</a> Journal of Applied Physics. 48, 1366-1367 (1977).</li><li>Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-resolved+friction+with+applications+to+high+speed+machining:+experimental+observations.">Time-resolved friction with applications to high speed machining: experimental observations.</a> Tribology Transactions. 41, 189-198 (1998).</li><li>Frutschy, K., Clifton, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-temperature+pressure-shear+plate+impact+experiments+using+pure+tungsten+carbide+impactors.">High-temperature pressure-shear plate impact experiments using pure tungsten carbide impactors.</a> Experimental mechanics. 38, 116-125 (1998).</li><li>Frutschy, K., Clifton, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-temperature+pressure-shear+plate+impact+experiments+on+OFHC+copper.">High-temperature pressure-shear plate impact experiments on OFHC copper.</a> Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 46, 1723-1744 (1998).</li><li>Zaretsky, E., Kanel, G. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+temperature,+strain,+and+strain+rate+on+the+flow+stress+of+aluminum+under+shock-wave+compression.">Effect of temperature, strain, and strain rate on the flow stress of aluminum under shock-wave compression.</a> Journal of Applied Physics. 112, 073504 (2012).</li><li>Grunschel, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Pressure-shear plate impact experiments on high-purity aluminum at temperatures approaching melt. , (2009).</li><li>Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+Approach+for+Plate+Impact+Experiments+to+Determine+the+Dynamic+Behavior+of+Materials+Under+Extreme+Conditions.">A Novel Approach for Plate Impact Experiments to Determine the Dynamic Behavior of Materials Under Extreme Conditions.</a> Journal of Dynamic Behavior of Materials. 3, 64-75 (2017).</li><li>Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+compact+fiber+optics-based+heterodyne+combined+normal+and+transverse+displacement+interferometer.">A compact fiber optics-based heterodyne combined normal and transverse displacement interferometer.</a> Review of Scientific Instruments. 88, 033108 (2017).</li><li>Zuanetti, B., Wang, T., Prakash, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+response+of+99.999%+purity+aluminum+under+dynamic+uniaxial+strain+and+near+melting+temperatures.">Mechanical response of 99.999% purity aluminum under dynamic uniaxial strain and near melting temperatures.</a> International Journal of Impact Engineering. 113, 180-190 (2018).</li><li>Duffy, T. S., Ahrens, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compressional+sound+velocity,+equation+of+state,+and+constitutive+response+of+shock-compressed+magnesium+oxide.">Compressional sound velocity, equation of state, and constitutive response of shock-compressed magnesium oxide.</a> Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 100, 529-542 (1995).</li><li>Tan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hugoniot+and+sound+velocity+measurements+of+bismuth+in+the+range+of+11-70+GPa.">Hugoniot and sound velocity measurements of bismuth in the range of 11-70 GPa.</a> Journal of Applied Physics. 113, 093509 (2013).</li></ol>

De methode en het protocol hierboven gedetailleerd de procedure voor het correct uitvoeren van een omgekeerde geometrie normale plaat effect experiment bij verhoogde temperaturen. In deze benadering maken we aangepaste wijzigingen aan het pistool vat aan het einde van de hoge druk (stuitligging) van de bestaande gas pistool aan de Case Western Reserve University, naar het huis van een spoel resistieve kachel met axiale en roterende vrijheidsgraden. De resistieve kachel spoel systeem kunt dunne aluminium exemplaren, gehou...

In waterbouwkundige toepassingen, zijn materialen onderworpen aan een brede waaier van voorwaarden, die kunnen statisch of dynamisch in de natuur, in combinatie met hoge niveaus van vervorming en temperaturen variërend van kamer naar in de buurt van het smeltpunt. Onder deze uitersten thermomechanische kan de materiaalgedrag variëren drastisch; Dus, meer dan bijna een eeuw, verschillende experimenten zijn ontwikkeld gericht naar het sonderen van de dynamische reactie en/of andere kenmerken van materiaalgedrag terwijl onder gecontroleerd laden regimes1,2,3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14. voor metalen geladen op lage tot tussentijdse stam tarieven (10-6-100 /-s), servo-hydraulische of precisie schroef universele testen machines zijn gebruikt voor het bestuderen van de materiële reactie onderworpen aan verschillende laden modi en niveaus van vervorming. Maar als de toegepaste spanning verhogen tarieven buiten de tussenliggende stam-tarieven (dwz., > 102/s), andere experimentele technieken noodzakelijk teneinde de sonde van de mechanische reactie zijn geworden. Bijvoorbeeld bij laden tarieven van 103/s tot en met 5 × 104/s full-sized of verkleind Split-Hopkinson druk bars inschakelen dergelijke metingen te worden gemaakt van8,15.
Traditioneel, lichte gas-geweren en/of explosief gedreven plaat gevolgen experimenten hebben gebruikt om te bestuderen van de dynamische inelasticity en andere verschijnsel zoals spallation of fase van de transformatie die zich voordoen met zeer hoge spanning tarieven (10-5-10 7/s)16,17,18,19,20,21,22, of combinaties van hoge druk en dynamisch laden. Gewoonlijk, plaat gevolgen experimenten betrekken de lancering van een plaat van de flyer gedragen door een sabot aanvankelijk aan het staartstuk-einde van de gas-pistool, die vervolgens langs de lange zijde van het pistool-vat reist en wordt gemaakt te botsen met een zorgvuldig uitgelijnd stationaire doel plaat op de gevolgen kamer. Als gevolg van de impact, worden normale en/of gecombineerde druk en schuifspanningen gegenereerd op de flyer/target-interface, die reizen door de ruimtelijke dimensies van de platen als longitudinale en/of gecombineerde langs- en dwarswapening stress golven. De komst van deze golven op het achterste oppervlak van de plaat van de doelstelling van invloed op de snelheid van de momentane vrije oppervlakte deeltje van de doel-plaat, die meestal wordt gecontroleerd via interferometrische technieken. Om de interpretatie van de gemeten deeltje snelheid versus tijd geschiedenis, is het noodzakelijk dat vliegtuig-golven met een front evenwijdig aan het botsingsvlak op effect14,23worden gegenereerd. Om de voormalige, impact moet plaatsvinden met een effect tilt hoek over de volgorde van minder dan één milli-radiaal12,24, met gevolgen oppervlakken van vlakheid beter dan een paar micrometers5,25.
Plaat gevolgen experimenten zijn aangepast tot verwarmingselementen waarmee onderzoek naar materiaalgedrag uit te breiden in thermomechanisch uitersten26,27,28,29. Deze aanpassingen sprake meestal van de toevoeging van een inductiespoel, of van een resistieve kachel element aan het doel-einde van het gas-wapen; al deze aanpassingen experimenteel haalbaar gebleken zijn, wordt de aanpak inherent leidt tot speciale experimentele uitdagingen die zorgvuldige overwegingen vereisen. Sommige van deze experimentele complicaties omvatten Differentiële thermische uitzetting van de verschillende bestanddelen van de vergadering van de houder van de doelgroep en/of uitlijnopspanning terwijl de plaat van de doelgroep (VB), waarvoor in-real-time uitlijning aanpassingen, Verwarming meestal gemaakt met op afstand bestuurde uitlijning tools met continue feedback teneinde cruciale parallellisme tolerantie tussen de monster- en het doeldomein plaat. In het geval van de druk-shear plaat effect experimentele regeling, Verwarming van het monster vereist conventionele polymeer roosters vervangen door hoge-temperatuur-resistente metalen roosters om te kunnen volgen dwars deeltje snelheid op het vrije oppervlak van de doel de plaat. Bovendien, Verwarming van het monster kunt toevoegen beperkingen op de botssnelheid die kan worden ingezet in bepaalde experimentele regelingen, zoals in de hoge stam gecombineerd tarief druk-en-shear plaat gevolgen configuratie, waar speciale overwegingen mogelijk vereist om te voorkomen dat een ondubbelzinnige interpretatie van de experimentele resultaten, die worden berekend met behulp van de akoestische impedantie van de voorzijde en achterzijde doel platen die mogelijk temperatuur afhankelijk. Tot slot, voor andere experimentele regelingen waarvoor een doel-plaat met een optische venster, toleranties tussen de monster, bond laag, en/of coatings steeds moeilijker te handhaven op hoge temperaturen19.
Ter verzachting van de experimentele uitdagingen hierboven vermeld, hebben wij aangepaste aanpassingen aan de bestaande single-fase gas-gun gelegen aan de Case Western Reserve University (CWRU)7,30,31,32 . Deze wijzigingen kunnen dunne metalen exemplaren gehouden op de front-end van een hittebestendig sabot te worden verhit tot temperaturen boven 1000 ° C, voorafgaand aan de ontploffing, waardoor hoge temperatuur normaal en/of gecombineerde druk-shear plaat gevolgen experimenten worden uitgevoerd. In tegenstelling tot de meeste van de conventionele benaderingen werkzaam voor verhoogde temperatuur plaat impactstudies, heeft deze methode aangetoond dat verschillende van de hierboven beschreven experimentele uitdagingen te verlichten. Deze aanpak is bijvoorbeeld gebruikt om redelijkerwijs tilt hoeken van minder dan één milli-radiaal zonder de noodzaak voor externe tilt aanpassing30, of extra optische elementen voor tilt veranderingen tijdens het experiment te volgen. Ten tweede, aangezien de doelgroep plaat onder omgevingstemperatuur kunnen worden bewaard blijft, deze methode hoeft niet de behoefte aan speciale hoge-temperatuur-resistente holografische roosters voor de meting van transversale deeltje snelheid in schuine gevolgen experimenten; Bovendien hogere impact snelheden kunnen worden gebruikt zonder het risico van de opbrengst van het doel plaat, en dus, het verminderen van de complexiteit van de interpretatie van de experimentele resultaten. Om toe te voegen, kan deze aanpak standaardinteracties hoogtemperatuur omgekeerde-meetkunde normale plaat gevolgen experimenten die ons tot relaties voor een keuze monstermateriaal worden gebruikt. Deze kunnen worden verkregen via impedantieaanpassing technieken, of Daarnaast, een analyse van de ventilator van de rarefaction van de achterste oppervlak van het monster waaraan informatie over eventuele wijzigingen in monster schok snelheid tijdens het lossen33,34 . In de verhoogde temperatuur gecombineerde druk-shear plaat gevolgen configuratie kunnen deze aanpak de dynamische inelasticity van dunne lagen worden bestudeerd tot een breed temperatuur en plastische vervorming bereik en stam-tarieven tot 107/s afhankelijk van de dikte van de dunne specimen16,27,29.
Wij presenteren de protocollen die nodig zijn voor het uitvoeren van een typische verhoogde temperatuur plaat effect experiment hierboven besproken. Dit zal worden gevolgd door een sectie gewijd aan representatieve resultaten verkregen met behulp van de huidige techniek. Tot slot zal een bespreking van de resultaten worden gepresenteerd vóór een sluiting.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>99.999% commercial purity polycrystalline aluminum</td>
			<td>Goodfellow</td>
			<td>AL007970</td>
			<td>Material for flyer plate (sample)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H13 tool steel</td>
			<td>Fabrication Center of CWRU</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Material for the sample holder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solution treat &#38; age Inconel 718 alloy</td>
			<td>High Temp Metals</td>
			<td>N/A</td>
			<td>(1.005/1.015)&#34; Dia x 24&#34;, Material for target plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist S1805</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Material of the photoresist for holographic grating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer CD-26</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Developer to the photoresist for holographic grating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum 6063 tube</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>4568T19</td>
			<td>Material for the ring in target assembly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Black Delrin (R) Acetal Resin Rod (4-1/2&#34; Dia.)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>8576K81</td>
			<td>Material for the Delrin holder in target assembly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>White Delrin (R) Acetal Resin Rod (1/4&#34; Dia.)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>8572K51</td>
			<td>Material for the Delrin pins in target assembly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum 6061 tube</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>9056K24</td>
			<td>Material for the body in projectile assembly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum 6061 rod</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>8974K88</td>
			<td>Material for the cap in projectile assembly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Teflon sheet</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>8711K98</td>
			<td>Material for the key</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LAVA-FF - Alumina Silicate disc</td>
			<td>Technical Products</td>
			<td>CWR-033116-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LAVA-FF - Alumina Silicate tube</td>
			<td>Technical Products</td>
			<td>ALR11515</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alumina Pan Slotted Head Bolt</td>
			<td>Ceramco</td>
			<td>A83200PANSLT0.500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>409 N70 Buna-N O-ring</td>
			<td>The O-ring Store</td>
			<td>B70409</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loctite Hysol 9412 adhesive</td>
			<td>Loctite</td>
			<td>83107</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Temperature Cements</td>
			<td>OMEGA Engineering</td>
			<td>OB-300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extra fast-set epoxy</td>
			<td>Ellsworth</td>
			<td>4001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mylar sheet</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>8567K94</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

conducting elevated temperature normal and combined pressure-shear plate impact experiments via a breech-end sabot heater system

Een nieuwe benadering voor het uitvoeren van normale en/of gecombineerde druk-shear plaat gevolgen experimenten bij test temperaturen tot 1000 ° C wordt gepresenteerd. De methode kunt verhoogde temperatuur plaat-gevolgen experimenten gericht op het dynamisch gedrag van materialen onder thermomechanische uitersten, terwijl verschillende speciale experimentele uitdagingen tijdens het uitvoeren van soortgelijke experimenten beperkende sonderen met behulp van de conventionele plaat effect aanpak. Aangepaste aanpassingen worden aangebracht in het staartstuk-einde van een single-fase gas-wapen aan de Case Western Reserve University; deze aanpassingen omvatten een precisie-gefreesd extensie stuk gemaakt van SAE 4340 staal, die strategisch is ontworpen om de bestaande pistool-vat terwijl het verstrekken van een hoge tolerantie mate overeenkomen met de boring en spiebaan. De extensie stuk bevat een verticale cilindrische kachel-well, die beschikt over een vergadering van de kachel. Een resistieve spoel kachel-hoofd, staat te bereiken temperaturen tot 1200 ° C, is gekoppeld aan een verticale stam met axiale/roterende graden van vrijheden; Hierdoor kunnen de dunne metalen exemplaren gehouden op de front-end van een hittebestendig sabot gelijkmatig over de diameter aan de gewenste test temperaturen worden verwarmd. Door het verhitten van de flyer plaat (in dit geval, het monster) aan het staartstuk-einde van het pistool-vat in plaats van eind doel-, kunnen verschillende kritische experimentele uitdagingen worden afgewend. Deze omvatten: 1) ernstige veranderingen in de uitlijning van de doel-plaat tijdens verwarming als gevolg van de thermische uitzetting van de verschillende bestanddelen van de vergadering van de doel-houder; 2) uitdagingen die zich als gevolg van de elementen van de diagnose voordoen, (dwz., polymeer holografische roosters en optische sondes) wordt te dicht bij de vergadering van de verwarmde doel; 3) uitdagingen die zich voor doel platen met een optische venster voordoen, waar bond cruciale toleranties tussen het monster, laag, en venster steeds moeilijker te handhaven bij hoge temperaturen; 4) in het geval van gecombineerd compressie-shear plaat gevolgen experimenten, de noodzaak voor hoge-temperatuur-resistente diffractie roosters voor de meting van transversale deeltje snelheid op het vrije oppervlak van de doelstelling; en 5) beperkingen opgelegd aan de botssnelheid nodig voor eenduidige interpretatie van de gemeten vrije oppervlakte snelheid versus tijd profiel als gevolg van thermische verzachten en eventueel opbrengst van de omsluitende doel platen. Door gebruik te maken van de aanpassingen die hierboven vermeld, presenteren we de resultaten uit een serie van omgekeerde geometrie normale plaat gevolgen experimenten op commerciële zuiverheid aluminium op een scala aan monster temperaturen. Deze experimenten Toon deeltje snelheden in de beïnvloede staat, die een aanwijzing van materiaal zachter minderen (daling in opbrengst na stroom stress) met stijgende temperaturen van het monster.

Een 82,5 mm boring, 6 m lengte, single-fase gas pistool op CWRU staat voor versnelde 0.8 kg projectielen met snelheden tot 700 m/s in de huidige experimenten werd gebruikt. Figuur 5 toont een foto van de gemodificeerde gas-pistool faciliteit op CWRU. Voorafgaand aan de ontploffing, is de aangepaste ontworpen sabot gehuisvest in de kachel extensie stuk, in Figuur 6afgebeelde. De extensie stuk draagt een verticale kachel-well waard...

Watch this Scientific Journal Video about Conducting Elevated Temperature Normal and Combined Pressure-Shear Plate Impact Experiments Via a Breech-end Sabot Heater System at JoVE.com

Conducting Elevated Temperature Normal and Combined Pressure-Shear Plate Impact Experiments Via a Breech-end Sabot Heater System

Hier presenteren we een gedetailleerd protocol voor een nieuwe aanpak voor het uitvoeren van de verhoogde temperatuur reverse normale plaat impact, en gecombineerde druk-en-shear plaat impact. De aanpak omvat het gebruik van een kachel resistieve spoel staartstuk-einde te een steekproef gehouden op de front-end van een hittebestendig sabot tot de gewenste temperatuur te verwarmen.

Uitvoeren van verhoogde temperatuur normaal en druk-Shear plaat gevolgen experimenten Via een stuitligging-Sabot kachel endsysteem gecombineerd

A novel approach for conducting normal and/or combined pressure-shear plate impact experiments at test temperatures up to 1000 &#176;C is presented. The ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Terahertz Microfluïdische Sensing via een parallelle-plaat Waveguide Sensor

Refractive index (RI) sensing is a powerful noninvasive and label-free sensing technique for the identification, detection and monitoring of microfluidic ...

Characterization of Surface Modifications by White Light Interferometry: Applications in Ion Sputtering, Laser Ablation, and Tribology Experiments

Karakterisering van Surface Wijzigingen door Wit Licht Interferometrie: Toepassingen in Ion sputteren, Laser Ablatie en Tribologie Experimenten

In materials science and engineering it is often necessary to obtain quantitative measurements of surface topography with micrometer lateral resolution. ...

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Fabricage van Nano-engineered transparante geleidende oxides door gepulste laser depositie

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Flame Experiments at the Advanced Light Source: New Insights into Soot Formation Processes

Flame Experimenten bij de Advanced Light Source: nieuwe inzichten in roetvorming Processen

The following experimental protocols and the accompanying video are concerned with the flame experiments that are performed at the Chemical Dynamics ...

Writing and Low-Temperature Characterization of Oxide Nanostructures

Schrijven en lage temperatuur karakterisering van nanostructuren

Oxide nanoelectronics is a rapidly growing field which seeks to develop novel materials with multifunctional behavior at nanoscale dimensions.  Oxide ...

A Method for Studying the Temperature Dependence of Dynamic Fracture and Fragmentation

Een methode voor het bestuderen van de temperatuur afhankelijkheid van Dynamic Fracture en Fragmentatie

The dynamic fracture of a body is a late-stage phenomenon typically studied under simplified conditions, in which a sample is deformed under uniform ...

Prescribed 3-D Direct Writing of Suspended Micron/Sub-micron Scale Fiber Structures via a Robotic Dispensing System

Voorgeschreven 3-D Direct Schrijven van Suspended Micron / Sub-micron schaal Fiber Structures via een Robotic doseersysteem

A 3-axis dispensing system is utilized to control the initiating and terminating fiber positions and trajectory via the dispensing software. The polymer ...

Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer

Experimenten op Ultrasoon smeren met behulp van een piëzo-elektrisch ondersteunde Tribometer en optische Profilometer

Friction and wear are detrimental to engineered systems. Ultrasonic lubrication is achieved when the interface between two sliding surfaces is vibrated at ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Geavanceerde experimentele methoden voor lage-temperatuur magnetotransport Meting van nieuwe materialen

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy

Het modulaire ontwerp en de productie van een intelligente Robot gebaseerd op een controlestrategie van Closed-Loop

Intelligent robots are part of a new generation of robots that are able to sense the surrounding environment, plan their own actions and eventually reach ...