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

Gli autori si desidera ringraziare il sostegno finanziario del dipartimento americano di energia attraverso la Stewardship scienza accademica alleanza DOE/NNSA (DE-NA0001989 e DE-NA0002919) nel condurre questa ricerca. Infine, gli autori vorrei ringraziare Los Alamos National Lab per la loro collaborazione a sostegno degli sforzi che subisce nel corso delle inchieste attuali e future.

1. campione e preparazione del materiale di destinazione
Nota: Nel seguente protocollo, ci saranno i dettagli i passaggi necessari per preparare i materiali del campione e di destinazione, che verranno successivamente utilizzati in un esperimento di impatto piastra normale geometria inversa. In questa configurazione, una lastra di flyer (anche il campione), contenuta nella parte anteriore di un sabot, sarà lanciata tramite una pistola a gas monostadio e reso all'impatto una piastra bersaglio fe...

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	<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>

Il metodo e il protocollo indicato sopra dettagliata la procedura per eseguire correttamente un esperimento di impatto piastra normale geometria inversa alle temperature elevate. In questo approccio, abbiamo apportare modifiche personalizzate la canna della pistola alla fine ad alta pressione (culatta) della pistola a gas esistente presso la Case Western Reserve University, per ospitare una bobina di riscaldamento resistivo con assiale e rotazionale gradi di libertà. Il sistema di bobina del riscaldatore resistivo perme...

Nelle applicazioni di ingegneria, i materiali sono sottoposti a una vasta gamma di condizioni, che possono essere statici o dinamici in natura, accoppiato con elevati livelli di deformazione e temperature che variano da camera a vicino al punto di fusione. Sotto questi estremi Termomeccanica il comportamento del materiale può variare drasticamente; così, nel corso di quasi un secolo, diversi esperimenti sono stati sviluppati mirato verso sondando la risposta dinamica e/o altre caratteristiche del comportamento del materiale mentre sotto controllato caricamento regimi1,2,3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14. per metalli caricati a basse velocità di deformazione intermedio (10-6-10 0/s), vite servo-idraulica o di precisione, macchine di prova universali sono stati usati per studiare la risposta del materiale sottoposto a varie modalità di caricamento e livelli di deformazione. Ma come sforzo applicato tariffe aumentano oltre la velocità di deformazione intermedia (cioè., > 102/s), altre tecniche sperimentali diventano necessarie al fine di sondare la risposta meccanica. Ad esempio, alle tariffe di 103/s di carico a 5 × 104/s full-size o miniaturizzato enable bar pressione di Spalato-Hopkinson tali misure per essere fatto8,15.
Tradizionalmente, luce gas-pistole e/o esplosivo guidato piastra impatto esperimenti sono stati utilizzati per studiare la rigidità dinamica e altri fenomeni come spallazione, o fase di trasformazione che si verifica con molto alta velocità di deformazione (105-10 7/s)16,17,18,19,20,21,22, o combinazioni di pressioni elevate e caricamento dinamico. Abitualmente, piastra impatto esperimenti riguardano il lancio di una piastra di flyer trasportato da un sabot inizialmente alla culatta-fine della gas-pistola, che poi viaggia lungo la lunghezza della canna del fucile e fatta entrare in collisione con una piastra bersaglio fermo accuratamente allineate alla alloggiamento di effetto. A causa dell'impatto, normale e/o combinato di pressione e sollecitazioni di taglio vengono generati dall'interfaccia flyer/destinazione, che viaggiare attraverso le dimensioni spaziali delle piastre come onde di sforzo longitudinale e trasversale longitudinale e/o combinato. L'arrivo di queste onde sulla superficie posteriore della piastra bersaglio influenzano la velocità istantanea di particella superficie libera della piastra bersaglio, che viene monitorata in genere tramite tecniche interferometriche. Al fine di consentire l'interpretazione della velocità delle particelle misurate contro storia del tempo, è necessario che le onde piane con un frontale parallelo alla superficie di impatto generato all'impatto14,23. Per assicurare l'impatto ex, deve avvenire con un angolo di inclinazione di impatto sull'ordine di meno di un milli-radian12,24, con superfici di impatto di planarità meglio di un paio di micrometri5,25.
Gli esperimenti di impatto di piastra sono stati adattati per includere elementi che consentono indagini di comportamento materiale per estendere in Termomeccanica estremi26,27,28,29riscaldanti. Questi adattamenti di solito comportano l'aggiunta di una bobina di induzione, o di un elemento riscaldatore resistivo per la destinazione-fine del gas-cannone; anche se questi adattamenti sono stati indicati per essere sperimentalmente fattibile, l'approccio intrinsecamente porta a speciali sfide sperimentali che richiedono attente considerazioni. Alcune di queste complicazioni sperimentali includono dilatazioni termiche differenziali dei vari costituenti della Assemblea del supporto di destinazione e/o apparecchio di allineamento durante il riscaldamento la piastra target (campione), che richiede regolazioni di allineamento in tempo reale, solitamente eseguite con strumenti di allineamento comandati a distanza con un feedback continuo per mantenere la tolleranza di parallelismo cruciale tra il campione e piastra bersaglio. Nel caso di regime sperimentale dell'impatto di piastra pressione-shear, riscaldamento del campione richiede grigliati polimero convenzionale sostituito dal grigliati metallici ad alta temperatura resistente al fine di monitorare la velocità trasversale delle particelle sulla superficie libera della piastra segnale. Inoltre, riscaldamento del campione può aggiungere limitazioni alla velocità di impatto che possono essere impiegati in taluni regimi sperimentale, come nel ceppo alto tasso combinato configurazione di impatto piastra di pressione e accoppiamento, dove le considerazioni speciali possono essere richiesti per evitare un'interpretazione inequivocabile dei risultati sperimentali, che sono calcolati utilizzando l'impedenza acustica della parte anteriore e posteriore destinazione piastre che può essere dipendente dalla temperatura. Infine, altre azioni sperimentali, che richiedono un target piatto con finestra ottica, tolleranze tra il campione, bond strato, e/o rivestimenti diventati sempre più difficili da mantenere alle alte temperature19.
Per alleviare le sfide sperimentali citate sopra, abbiamo fatto adattamenti personalizzati alla esistente monostadio gas-pistola situato a Case Western Reserve University (CWRU)7,30,31,32 . Queste modifiche permettono campioni di metallo sottili tenuti presso il front-end di un sabot resistente al calore per essere riscaldato a temperature superiori ai 1000 ° C, prima della cottura, che consentono ad alta temperatura normale e/o combinata pressione-shear esperimenti di impatto piastra per essere condotto. In contrasto con la maggior parte degli approcci convenzionali impiegate per studi di impatto piastra di temperatura elevata, questo metodo ha dimostrato di alleviare molte delle sfide sperimentale descritte in precedenza. Ad esempio, questo approccio è stato utilizzato per realizzare concretamente gli angoli di inclinazione di meno di un milli-radian senza la necessità di distanza inclinazione regolazione30, o elementi ottici supplementari per monitorare i cambiamenti di inclinazione durante l'esperimento. In secondo luogo, poiché il target piatto rimane a temperatura ambiente, questo metodo non richiede la necessità di speciali ad alta temperatura resistente reticoli olografici per la misurazione della velocità trasversale delle particelle in esperimenti di impatto obliquo; Inoltre, maggiore velocità di impatto può essere utilizzata senza il rischio di cedere il bersaglio del piatto e quindi, ridurre la complessità nell'interpretazione dei risultati sperimentali. Per aggiungere, questo approccio può essere utilizzato per eseguire esperimenti di impatto inverso-geometria normale piastra ad alta temperatura che forniscono rapporti noi-Up per un materiale campione di scelta. Questi possono essere ottenuti tramite tecniche di adattamento di impedenza, o in aggiunta, un'analisi del ventilatore rarefazione dalla parte posteriore del campione che trasportano informazioni riguardanti cambiamenti nella velocità di scossa del campione durante lo scarico33,34 . Nella configurazione dell'impatto temperatura elevata combinata pressione-taglio piatto, questo approccio consente la rigidità dinamica di film sottili per essere studiati fino ad una temperatura vasta fascia di deformazione plastica e strain-rate fino a 107/s a seconda lo spessore del campione sottile16,27,29.
Vi presentiamo i protocolli necessari per l'esecuzione di un esperimento di impatto di temperatura elevata tipica piastra discusso sopra. Seguirà una sezione dedicata al rappresentante risultati ottenuti con la tecnica attuale. Infine, una discussione dei risultati sarà presentata prima una conclusione.

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

È presentato un nuovo approccio per lo svolgimento di esperimenti di impatto piastra normale e/o combinata pressione-shear test temperature fino a 1000 ° C. Il metodo consente esperimenti di elevata temperatura piastra-impatto rivolto verso sondando il comportamento dinamico di materiali termo meccaniche estreme, mentre attenuanti diversi speciali sperimentale sfide affrontate durante l'esecuzione di esperimenti simili utilizzando l'approccio di impatto piastre convenzionali. Adattamenti personalizzati sono fatti per la culatta di una pistola a gas monostadio presso Case Western Reserve University; questi adattamenti includono un pezzo di estensione lavorati di precisione in acciaio SAE 4340, strategicamente progettato per accoppiare la canna del fucile esistente fornendo al contempo un'elevata tolleranza corrisponde per il foro e cava. Il pezzo di estensione contiene un riscaldatore cilindrico verticale-pozzo, che ospita un gruppo di riscaldatore. Una testa per riscaldatore resistivo della bobina, in grado di raggiungere temperature di 1200 ° c, è collegato ad uno stelo verticale con assiale/rotazione gradi di libertà; in questo modo gli esemplari in metallo sottili tenuti presso il front-end di un sabot resistente al calore da riscaldare uniformemente attraverso il diametro per le temperature di prova desiderata. Riscaldando la targhetta del volatile (in questo caso, nell'esempio) della culatta della canna del fucile-anziché alla destinazione-fine, diverse sfide critiche sperimentali possono essere evitate. Questi includono: 1) cambiamenti severi nell'allineamento della piastra bersaglio durante il riscaldamento dovuto all'espansione termica dei diversi costituenti del gruppo di supporto di destinazione; 2) le sfide che sorgono a causa degli elementi di diagnostica, (cioè., reticoli olografici di polimero e le sonde ottiche) essendo troppo vicino all'assembly di destinazione riscaldata; 3) le sfide che si presentano per target piatti con finestra ottica, dove le tolleranze cruciale tra il campione, legame strato e la finestra diventa sempre più difficile mantenere temperature elevate; 4) nel caso di combinato compressione-taglio piatto impatto esperimenti, la necessità di reticoli di diffrazione resistente a temperatura elevata per la misurazione della velocità trasversale delle particelle sulla superficie libera del target; e 5) limitazioni imposte dalla velocità di impatto necessarie per un'interpretazione inequivocabile della velocità superficie libera misurata rispetto al profilo orario dovuto thermal rammollimento e possibilmente producendo delle piastre destinazione delimitazione. Utilizzando gli adattamenti di cui sopra, vi presentiamo risultati da una serie di esperimenti di impatto piastra normale geometria inversa su alluminio di purezza commerciale a una gamma di temperature di campione. Questi esperimenti mostrano diminuendo la velocità delle particelle nello stato incastrato, che sono indicative di materiale rammollimento (diminuzione dello stress post-rendimento flusso) con l'aumento della temperatura del campione.

Un 82,5 mm Canneggio, 6 metri di lunghezza, pistola a gas monostadio a CWRU capace di accelerare 0,8 kg proiettili a velocità fino a 700 m/s è stato usato nella conduzione di esperimenti attuali. La figura 5 Mostra una fotografia della struttura modificate-pistola a gas a CWRU. Prima della cottura, il sabot personalizzato progettato è ospitato all'interno del pezzo di estensione riscaldatore, illustrato nella Figura 6. Il pezz...

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

Qui, presentiamo un protocollo dettagliato di un nuovo approccio per lo svolgimento di elevata temperatura piastra normale inversa impatto e piastra di pressione e taglio combinato. L'approccio prevede l'utilizzo di un riscaldatore di bobina resistivi-culatta per riscaldare un campione tenuto presso il front-end di un sabot resistente al calore alla temperatura desiderata.

Lo svolgimento di elevata temperatura normale e combinato di pressione-taglio piatto impatto esperimenti tramite un sistema di riscaldamento-culatta Sabot

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 ...

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