Name: conducting elevated temperature normal and combined pressure-shear plate impact experiments via a breech-end sabot heater system
Uploaded: 2018-08-07T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 52 s
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著者は、米国エネルギー省を介して、管理科学学術提携省 (・ デ ・ NA0002919 ・ デ ・ NA0001989 ・この研究での財政支援を承認したいと思います。最後に、著者は現在および将来の捜査に受けて活動の支援とのコラボレーションのロスアラモス国立研究所に感謝したいと思います。

1. サンプル材料の準備を対象と
注: 次のプロトコルで逆ジオメトリ通常平板衝撃実験で後で使用されるサンプルとターゲットの材料を準備するために必要な手順説明いたします。このセットアップで、サボの前面で開催チラシ プレート (またサンプル)、される単一段階ガス銃を介して起動とガス銃のターゲット部屋に入って静止ターゲット プレートに影響を与える。図 1に概略次のプロトコルで説明されている一般的なチラシとターゲット板アセンブリを示します。
<ol><li>チラシ版 (サンプル) として後で使用されるディスクに 99.999% の純度多結晶アルミニウム棒をセクションします。 注: これが高温とワークの残留応力を防ぐために低速の鋸を使用して行うことができます。</li>
	<li>顔し、直径 76 mm、厚さ 5.6 mm 旋盤をサンプル ディスクをオンにします。</li>
	<li>3 つの平板穴サボにサンプルを確保する後で使用されるサンプル ディスク上 62 mm 直径の大胆な円の直径 5 mm をドリルします。</li>
	<li>サンプルの直径上約 10 μ m の平面度と並列処理耐性を達成するために、サンプル プレートの両側を挽きます。<ol>
<li>比較的粗い粒子サイズ (10-20 μ m) の商業ラッピング マシンを使ってサンプル プレート面に大まかなラップを実行します。 注: 重量はラップ面がディスクの直径方向の均一性を示すも鈍い灰色にまで、この手順で追加できます。</li>
		<li>慎重にエタノールを使用して任意の残留粒子とミネラル オイルを削除するラッピング サンプルをクリーンアップします。その後、研磨布で 1 μ m ダイヤモンド ペーストを使用してサンプル プレートの両方の面を磨きます。</li>
		<li>16緑単色光源の下で興味の表面に接触オプチカル フラットによる光の帯を観察することによってサンプルの平坦度をチェックします。 注: サンプルの表面の光の帯の曲率を観察することによって、図 2に示すように直径方向のバンドの数を数えて平坦度を定量化することができます。<ol>
<li>3 バンドが点灯する場合次のステップに移動やあまり見られているサンプル直径約 2 μ m します。 それ以外の場合、手順を繰り返します 1.4.1 - 1.4.3 3 光バンドまで以上の平坦性が実現できることを示します。</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>1.1-1.3 ターゲット プレートを製造するための手順を繰り返します。ディスクに析出硬化 (高強度) の合金の棒 (テーブルの材料) をセクションし、マシンを直径 25 mm、7 mm の厚さにします。最後に、約 10 μ m のフラット両側を挽きます。<ol>
<li>表面も鈍い灰色外観を達成するまで鉱物油の 15 μ m のアルミナの粉末を使用してラッピング マシンのターゲット プレートの両方の面をラップします。 注: ダイヤモンドス ラリーの同等の粒子サイズは、リフレクション高速除去速度とより良い表面を達成するために使用できます。また、重みを使用できます。</li>
		<li>1.4.2 のステップを繰り返します。</li>
		<li>1.4.3 のステップを繰り返すことによってターゲット プレートの平坦度をチェックします。1 光バンド以上が発生した場合は、次の手順に進みます。そうでなければ、1.4.1 - 1.4.3 1 光バンド以上を達成するまでの手順を繰り返します。ホログラフィック回折格子が必要な場合 1.5.4 をステップ、それ以外の場合 1.6 手順に進みます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>手順 1.1-1.3 アルミのリングを作製する同様の手順を利用します。<ol>
<li>リングに外側と内側直径 41 mm と 32 mm のアルミニウム管をそれぞれセクションし、7 mm の厚さに側面に直面します。</li>
		<li>直径 34.5 mm のボルト円の 6 の 3 mm 径スロット サブアレイをドリルします。これらは後で家 6 電圧バイアス銅ピン、インパクト時の傾斜測定を可能にするが。</li>
		<li>研削、ラップ、クリーンアップ、および 1.4 の手順で詳細な手順を使用してアルミニウム リングの両方の面を磨きます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>図 3に示すようにリグをセキュリティ保護するフラットの 2 部分のエポキシの混合物を使用してアルミのリングに平らなターゲット プレートを遵守します。一晩常温で硬化するエポキシを許可します。 注: 2 つの部分は、そっとターゲットとリングへの応用圧力は外側に漏れからエポキシを防止できるようにをきつく締められる手である 3 本のネジを使用してフラット スチール ステージに固定されます。<ol>
<li>放射状のスロットから、またはアセトンを使用して板の表面から、残った接着剤を削除します。</li>
		<li>POM リング ターゲット プレート/アルミニウム リング アセンブリに挿入します。 注: にポンポン ディスクをマウント後されます-回転自由度とターゲット ホルダーに銃バレル内テスト物質の配置をできます。</li>
		<li>POM リングの内側のステップで六つの放射状のスロットの位置をマークし、印を付けた位置に六つの厚さを介して穴をドリルします。</li>
		<li>セクション 6 銅ピン 15 AWG のスプールからエナメル銅線の長さ 〜 50 ミリメートルと削除エナメル絶縁層の 2 つから。対称パターンのスロットにピンを押して: 地上ピンが 2 つ、円の反対側の場所に配置されます。スロットを介してピンをプッシュし、約 2 mm のリングの面から外側に突出を残します。 注意: ピン傾斜角を測定するため使用され、トリガー信号を提供します。</li>
		<li>余分な高速硬化性エポキシ樹脂を用いた POM リングの後部表面に銅のピンの曲がった端を遵守します。</li>
		<li>アルミニウム リングと POM リングの内側の壁の間のギャップを密封するのに低粘度 2 つの部分のエポキシの混合物を使用します。一晩常温で硬化するエポキシを許可します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>アルミのリングの表面から突き出た銅ピンの余分な 2 ミリメートルを削除します。余分なピン回転工具で最初のセクションとアルミのリングの表面にフラッシュ ピンがほぼまで湿 300 粒の砂紙を使用して表面に残り、砂。<ol>
<li>ラップ、きれいにし 1.4.1-1.4.3 の手順を繰り返すことによってアセンブリ全体を磨きます。周回遅れとなったアセンブリ全体が 2-3 光バンド内にフラットであることを確認します。</li>
		<li>POM リングの裏面に 6 銅ピンの両端をはんだ付けし、4 6.35 mm 直径ポンポン ピンを使用してターゲット ホルダーに POM リングをマウントします。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. カスタム耐熱サボのアセンブリ
<ol><li>図 4に示すように、耐熱性のサボのアセンブリ構成部品を収集します。</li>
	<li>アルミ キャップの下端にアイボルトを取り付けるし、シールの保護キャップの溝に o リングと、PTFE のキーします。 注: キーと o リングは、チルトと銃バレルの下の旅行の間にサボの回転を防ぐために使用されます。<ol>
<li>キャップの底の穴を通って熱電対ワイヤを引き、熱電対ワイヤ コネクタをします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>バック エンドと完全に火力アルミナ珪酸塩岩溶岩 2 パーツ クイック設定エポキシを使用してアルミ チューブのフロント エンドにキャップを接着します。</li>
	<li>熱電対プローブを 76.2 mm 直径 H13 工具鋼合金試料ホルダーの穴に通して引っ張る。</li>
	<li>高温のセメント、または相当の高温接着剤を使用しての溶岩チューブのフロント エンドに H13 サンプル ホルダーを遵守します。</li>
	<li>ディスクのまわり 25 mm 直径 3 mm と厚い溶岩 H13 ホルダーの内側の板厚 19 mm 直径の同心円の穴の上に座っている高温のセメントを適用します。室温で一晩乾燥して高温のセメントを許可します。</li>
	<li>H13 サンプル ホルダー 3 アルミナ ネジを使用してサンプルを確保し、1.4.3 で説明されているプロトコルを使用して、サンプルの平坦度が変わらないことを確認します。</li>
</ol>3. ガス銃内テスト物質のアセンブリ
<ol><li>サンプルとイソプロピル アルコールでターゲットの表面をきれいにしそれぞれの表面に一面の鏡を保護するテープを使用します。</li>
	<li>ネジ締め、3 軸モーション ステージ、押出棒上記銃衝撃チャンバー内バレルし、ステージ上に精密光学プリズムを運ぶプリズム ホルダーを取り付けます。</li>
	<li>銃のバレルをロープを引き出し、アルミ キャップにアイボルトを介してサボにロープを取り付けます。</li>
	<li>影響の部屋の方を向いてサンプルと砲身にサボに、サンプルに直面して対象室にターゲット ・ ホルダー ・ アセンブリを置きます。</li>
	<li>ターゲット上の最初表面ミラーがサンプルに最初表面ミラーに整列するまで 4 つのポンポンの位置決めピンを調整することによって、ターゲットの位置を合わせます。<ol>
<li>拡散電球と反射ミラーを使用してサンプルとターゲット プレートの間並列処理の大まかな配置を実行します。すべてのアライメント プリズム上のサーフェスから電球の単一の連続的な反射のイメージを見ることができるまでは、ステージを調整します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>細かい配置を達成するために自動コリメータ24を使用します。<ol>
<li>画像サンプルに最初表面ミラーから反射と反射プリズムの表面・裏面の十字架像が整列するまで、ステージを調整します。</li>
		<li>ターゲット アセンブリをプリズムの表面・裏面からの十字の反射イメージがターゲットに最初表面ミラーから反映イメージと整列するまで、ターゲット ホルダーの位置決めネジを回して調整します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>サンプルとターゲットから最初表面ミラーを削除します。反射ミラー、プリズム、プリズム ホルダー、調整段階衝撃チャンバーから削除もできます。</li>
	<li>ロープを用いたガス銃の砲尾までサボを引き上げ、キャップからロープを取り外します。</li>
	<li>まま 〜 2.5 mm サボとヒーターの頭部間距離し、それに応じて骨盤に向かってサボのバックの動きを防ぐネジの長さを調整します。</li>
	<li>熱電対を温度診断モニターに接続します。 注: 温度モニター端に熱電対ワイヤー バレルの内部、フィードスルーを使用して真空のパイプを通って置かれています。</li>
</ol>4. 配置とレーザーを用いた診断の配置
<ol><li>接眼プローブ ホルダーの裏側の穴に 2 つのねじアンカーを入れてください。入射角度を変更する自由を有効に POM に到達するまでは、アンカーを 2 本のネジを締めます。<ol>
<li>接眼プローブ ホルダーの下部に板厚穴を開け、ねじ円筒磁石上に固定します。</li>
		<li>アルミ管を通って光ファイバー接眼プローブをプル、余分な高速セット エポキシ プローブ ・ ヘッドとアルミ チューブの先端の周りを適用することによってアルミニウム管にプローブを接着します。できるだけ管にフォワードとしてのプローブ ・ ヘッドを押し込みますが、エポキシからプローブ レンズを残すようにしてください。余分な高速セット エポキシは硬化するまで待ちます。</li>
		<li>すべて光ファイバー探傷/TDI 干渉計31光の接眼を接続し、ターゲットの裏面を目指すターゲット ホルダーに接眼アセンブリを配置します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>レーザーをオンに、この場合 2 w エルビウム光ファイバー結合レーザ、して 0.2 0.4 W の電源。次に、適切な光結合を実現し、集録信号の最適化まで接眼アセンブリの取り付けネジを使用して接眼プローブの位置を調整します。</li>
	<li>オシロ スコープに信号の最適化まで、参照およびドップラー シフトした光の強度に合わせて比可変カプラーを調整します。 注: 横方向の動きの診断が必要な場合は 4.5 4.6 の手順をご覧ください。</li>
	<li>ポンポン接眼ホルダーの背面に 2 つのねじアンカーを穴に入れて、彼らは POM に触れるまでアンカーを 2 本のネジを締めます。<ol>
<li>接眼プローブ ホルダーの下部に板厚穴を開け、ねじ円筒磁石上に固定します。</li>
		<li>アルミ管を通って光ファイバー コリメータ プローブを引き、余分な高速セット エポキシ プローブ ・ ヘッドとアルミ チューブの先端の周りを適用することによってアルミニウム管にプローブを接着します。できるだけ管にフォワードとしてのプローブ ・ ヘッドを押し込みますが、エポキシからプローブ レンズを残すようにしてください。余分な高速セット エポキシは硬化するまで待ちます。</li>
		<li>2 つのアセンブリを作成し、影響のチャンバーに入れて 4.4 で上記の手順を繰り返します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>磁石と受信光ファイバコリメータの角度の位置を調整、最初順序の強度回折ビームの電力モニターで測定までポンポン ホルダーに 2 本のネジを最適化します。</li>
	<li>パワー モニターを外し、すべてファイバー TDI 干渉計31に 2 つの受信のコリメータを接続します。</li>
</ol>5. 高温逆ジオメトリ ノーマル/圧力-シアー プレート衝突実験の実行
<ol><li>影響の部屋の入り口に 4 つのクランプを締めてプライマリのフランジを固定し、セカンダリのフランジにボルトで固定、ポリエステル フィルムを使用してチャンバーを閉じます。</li>
	<li>~ 207 kPa にシール圧力を高めるし、フランジのネジを締めて骨盤端ガス銃を閉じます。</li>
	<li>骨盤端真空ポンプをオンにし、ターゲット商工会議所最後の真空ポンプの電源を入れます。</li>
	<li>木靴サボの前後の圧力差によって引き起こされる商工会議所の方の動きがないことを確認します。商工会議所は圧力に避難を待って未満 100 ミリトール。</li>
	<li>サボのレーザー ベース振幅への影響速度計測システムを入れます。</li>
	<li>マーク位置の下にヒーターを移動し、ヒーターをオンにします。目的試料温度に達するまでは、100 ° C 単位のヒーターの温度を上げます。</li>
	<li>加圧焼成 ~ 1103 kpa ダンプ室と選択したに応じて所望のレベル負荷室速度に影響を与えます。また、衝撃チャンバーにサボ キャッチャーを保護します。</li>
	<li>ヒーターの電源を切り、すぐにヒーター上方に向かって移動ヒーターも。試料表面でサボ熱電対によって診断モニターが測定した温度表示温度を記録します。</li>
	<li>すぐにシール バルブを開き、リリース焼成ダンプの部屋一度シール圧力降下がゼロに。</li>
</ol>

<ol>
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著者が明らかに何もありません。

方法およびプロトコル上記詳細高温逆ジオメトリ通常平板衝撃実験を正しく実行するための手順。このアプローチでは、ケース ウェスタン リザーブ大学、抵抗ヒーター コイル軸と回転自由度を収容するために既存のガス銃の高圧 (逆子) 最後に砲身に独自の変更を行います。抵抗ヒーター コイル システムは、焼成前に (を超える 640 ° C)、融点近くまで加熱するヒーター耐サボのフロント エ...

エンジニア リング アプリケーションでは、材料は、静的または動的に変化する変形と融点の近くに部屋から気温の高いレベルで結合条件の広い範囲にさらされます。これらの熱処理の極端な下の材料挙動が大きく; 異なることがしたがって、ほぼ世紀のいくつかの実験が開発されてきました動的応答やその他体制1,2,3を読み込み制御の下の材料挙動の特性をプロービングの方向け,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14. 金属低中間のひずみ率 (10-6-100 /s) で読み込まれる、普遍的な試験機は、材料の応答を研究に使用されているサーボ油圧または精密ネジを受けるさまざまな読み込みモードと変形のレベル。適用ひずみとして料金は中間のひずみ速度を超えて増加しますが、(すなわち。、> 10 の2/s)、他の実験技術は機械の応答を調査するために必要になります。たとえば、5 × 10 まで 103/s の速度のロードで4/s はフルサイズやホプキンソン圧力バー有効にする8,15を可能にするそのような測定を小型化します。
伝統的に、軽いガス銃や爆発的ドリブン プレート衝突実験は、動的非弾性と破砕など他の現象を研究する非常に高批ずみ速度で発生する変換のフェーズに利用されている (105-107/s)16,17,18,19,20,21,22、または高圧と荷重の組み合わせ。平板衝突試験がガス銃を銃バレルの長さを旅し、で慎重に位置合わせされた静止したターゲット プレートと衝突した末尾に当初サボによって運ばれるチラシ プレートの発売を伴う習慣、商工会議所の影響。影響の結果として通常および/または結合された圧力と剪断応力が生成されますチラシ/ターゲット インターフェイス縦および/または結合された縦方向と横方向の応力波として板の空間次元を旅します。ターゲット プレートの後部の表面のこれらの波の到着干渉技術を介して通常監視ターゲット プレートの瞬時の自由表面粒子速度に影響を与えます。時刻歴対測定粒子速度の解釈が可能、影響14,23時にフロントへの影響面平行平面波を生成することが必要です。前者の影響を確保するため必要があります未満 1 ミリ ラジアン12,24, 平坦性の影響の表面との順序の影響傾斜角とカップル マイクロメータ5,25より。
平板衝突試験は、加熱、熱の極端な26,27,28,29に物質的な行動の調査を可能にする要素を含むように適応されています。これらの適応は通常誘導コイル、またはガス銃; 末ターゲット抵抗ヒーター エレメントの追加を伴うこれらの適応実験可能であることが示されている、しかしアプローチは本質的に細かい配慮を必要とする特別の実験課題に します。これらの実験的合併症ではリアルタイムでアライメント調整を必要とするターゲット (サンプル) ・ プレートを加熱しながらターゲット ・ ホルダー ・ アセンブリおよび/または位置合わせ治具の様々 な成分の差分の熱膨張に挙げ通常サンプルとターゲット プレートの間重要な並列性トレランスを維持するために継続的なフィードバックとリモートで制御される配置ツールで行われます。従来のポリマーの格子が必要ですサンプルを加熱圧力剪断平板衝撃実験方式の場合の自由表面で横方向粒子速度を監視するために高温耐熱金属グレーティングに置き換えられます、ターゲットのプレート。高批ずみ速度結合圧せん断プレート影響構成では、特別な考慮が必要など、加熱サンプルの特定の実験的スキームで用いることができる影響の速度に制限を追加できますまた、実験結果の明確な解釈を防ぐためを板の前面と背面のターゲットの音響インピー ダンスを用いた計算で温度に依存可能性があります。最後に、他の実験的方式、光学窓、サンプル、接着層、および/または高温19で維持するためにますます困難になるコーティング間の公差を持つターゲット プレートが必要な。
上記実験課題を軽減するために、既存単段ガス-銃ケース ウェスタン リザーブ大学 (CWRU)7,30,31,32 にあるカスタム適応にしました.これらの変更を有効にする許可する高温に通常および/または結合された圧せん断プレート衝突実験、焼成前に、1000 ° C を超える温度まで加熱する耐熱サボのフロント エンドで開催された薄い金属試料実施。高温プレートへの影響研究採用従来のアプローチのほとんどと対照をなしてこのメソッドは上記の実験課題のいくつかを軽減するために示されています。たとえば、このアプローチはうまくリモート チルト調整30の必要性や実験中の傾斜変化を監視するための追加の光学素子なし未満 1 ミリ ラジアンの角度を達成するために利用されています。第二に、ためターゲット プレートは周囲温度の下では、このメソッドは不要特別な高温抵抗力があるホログラフィック グレーティング反射器の必要性斜め衝突実験で横方向粒子速度の測定のためさらに、高い衝撃速度はターゲットを降伏のリスクなし利用できるプレートと実験の結果の解釈の複雑さを減らします。追加するには、このアプローチを活用して選択サンプル素材の私たちの関係を提供する高温逆ジオメトリ平板衝撃実験を行うことできます。これらは入手できますインピー ダンス整合技術を介して、またはさらに、真空ファン アンロード33,34 中サンプル衝撃速度の変化に関する情報を運ぶサンプルの表面・裏面からの解析.高温圧力-断プレート影響構成では、このアプローチにより、広い温度と塑性変形の範囲、および 107/s によって最大ひずみレートまで調査される薄膜の動的非弾性極薄板試験片16,27,29の厚さ。
上記で説明した典型的な高温平板衝撃実験を実行するために必要なプロトコルを紹介します。これは現在の技術を使用して得られた代表的な結果に専用のセクションでされます。最後に、結果の検討が結論の前に表示されます。

<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 &amp;amp; age Inconel 718 alloy</td><td>High Temp Metals</td><td>N/A</td><td>(1.005/1.015)&quot; Dia x 24&quot;, 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&quot; 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&quot; 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

1000 ° C まで温度で通常および/または結合された圧力剪断平板衝突試験を実施するための新しいアプローチを提示します。メソッドにより、同様の実験を実行している間直面しているいくつかの特別な実験課題を軽減しつつ熱の極端を下の材料挙動をプロービングを目指して高温プレート衝突実験従来の板衝撃アプローチを使用してください。ケース ウエスタン リザーブ大学; で 1 段ガスガン末尾にカスタム適応が加えられました。これらの適応は、高い耐性を提供しながら既存の砲身をチームメイトに戦略的に設計されている SAE 4340 鋼から作られた精密加工の延長部分穴とキー溝に一致します。延長部分には、垂直円筒形ヒーター-まあ、ヒーター アセンブリの家が含まれています。抵抗コイル ヒーター-頭、1200 ° c の温度に達することができるが軸/回転自由度と垂直ステムに接続されています。これにより、目的のテスト温度に直径方向に均一に加熱する耐熱サボのフロント エンドで開催された薄い金属片。ターゲット端の代わりに銃バレルの砲尾終わり (この場合、サンプル) でチラシのプレートを加熱することによっていくつかの重要な実験課題を回避することができます。これらが含まれます: 1) ターゲット ・ ホルダ ・ アセンブリのいくつかの成分の熱膨張による加熱中にターゲット プレートのアライメントの深刻な変化2) 診断の要素が原因で起こる課題 (すなわち、ポリマーによるホログラフィック回折格子と光プローブ) されている温水ターゲット アセンブリの近くにも。3) 光学窓、どこサンプル、間重要な公差はレイヤーを結合と高温に維持するためにますます困難になるウィンドウ ターゲット プレートのために起こる課題4) の場合圧縮せん断プレート衝突実験、高温耐性の回折格子先の自由表面で横方向粒子速度の測定のための必要性を組み合わせる・ 5) 対熱軟化と多分境界のターゲット プレートの降伏により時間プロファイル測定無料表面流速の明確な解釈に必要な影響の速度に制限します。上記適応を活用することにより、サンプル温度範囲で工業用純アルミニウムで逆ジオメトリ平板衝撃実験の一連の結果を紹介します。これら実験ショー材料軟化の指標である埋伏状態における粒子速度を減少させる (後の降伏応力の低下) サンプル温度を増加。

82.5 mm の穴、6 m 長さ CWRU 加速 0.8 kg 発射速度 700 m/s までには現在の実験で使用されたことができるシングル ステージのガス銃。図 5は CWRU に変更したガスガンの施設の写真を示します。焼成前に内ヒーター延長部分は、図 6に示すようにカスタム設計されたサボにあります。延長部分を運ぶヒーターもサボのパスを通過して...

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

高温逆平板衝撃と圧力とシアー プレート接合複合影響を実施するための新しいアプローチの詳細なプロトコルを紹介します。アプローチは、望ましい温度に耐熱性のサボのフロント エンドで開催された試料を加熱する逆子最後抵抗コイル ヒーターの使用を含みます。

通常の温度の上昇を実施し、尾端サボ ヒーター システムを介して圧力剪断平板衝突試験を組み合わせる

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 ...

conducting-elevated-temperature-normal-combined-pressure-shear-plate

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Engineering

8.5K ビュー.  Case Western Reserve University. 高温逆平板衝撃と圧力とシアー プレート接合複合影響を実施するための新しいアプローチの詳細なプロトコルを紹介します。アプローチは、望ましい温度に耐熱性のサボのフロント エンドで開催された試料を加熱する逆子最後抵抗コイル ヒーターの使用を含みます。

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

The dynamic fracture of a body is a late-stage phenomenon typically studied under simplified conditions, in which a sample is deformed under uniform stress and strain rate. This can be produced by evenly loading the inner surface of a cylinder. Due to the axial symmetry, as the cylinder expands the wall is placed into a tensile hoop stress that is uniform around the circumference. While there are various techniques to generate this expansion such as explosives, electromagnetic drive, and existing gas gun techniques they are all limited in the fact that the sample cylinder must be at room temperature. We present a new method using a gas gun that facilitates experiments on cylinders from 150 K to 800 K with a consistent, repeatable loading. These highly diagnosed experiments are used to examine the effect of temperature on the fracture mechanisms responsible for failure, and their resulting influence on fragmentation statistics. The experimental geometry employs a steel ogive located inside the target cylinder, with the tip located about halfway in. A single stage light gas gun is then used to launch a polycarbonate projectile into the cylinder at 1,000 m/sec-1. The projectile impacts and flows around the rigid ogive, driving the sample cylinder from the inside. The use of a non-deforming ogive insert allows us to install temperature control hardware inside the rear of the cylinder. Liquid nitrogen (LN2) is used for cooling and a resistive high current load for heating. Multiple channels of upshifted photon Doppler velocimetry (PDV) track the expansion velocity along the cylinder enabling direct comparison to computer simulations, while High speed imaging is used to measure the strain to failure. The recovered cylinder fragments are also subject to optical and electron microscopy to ascertain the failure mechanism.

Fracture and fragmentation are late stage phenomena in dynamic loading scenarios and are typically studied using explosives. We present a technique for driving expansion using a gas gun which uniquely enables control of both loading rate and sample temperature.

動的破壊と断片化の温度依存性を研究するための方法

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

工学

Blast Quantification Using Hopkinson Pressure Bars

Near-field blast load measurement presents an issue to many sensor types as they must endure very aggressive environments and be able to measure pressures up to many hundreds of megapascals. In this respect the simplicity of the Hopkinson pressure bar has a major advantage in that while the measurement end of the Hopkinson bar can endure and be exposed to harsh conditions, the strain gauge mounted to the bar can be affixed some distance away. This allows protective housings to be utilized which protect the strain gauge but do not interfere with the measurement acquisition. The use of an array of pressure bars allows the pressure-time histories at discrete known points to be measured. This article also describes the interpolation routine used to derive pressure-time histories at un-instrumented locations on the plane of interest. Currently the technique has been used to measure loading from high explosives in free air and buried shallowly in various soils.

This protocol details the use of Hopkinson pressure bars to measure reflected blast loading from near-field explosive events. It is capable of interpolating a pressure-time history at any point on a reflective boundary and as such can be used to fully characterize the spatial and temporal variations in loading produced.

ブラスト定量ホプキンソン圧力棒を使用して

Near-field blast load measurement presents an issue to many sensor types as they must endure very aggressive environments and be able to measure pressures ...

High-pressure, High-temperature Deformation Experiment Using the New Generation Griggs-type Apparatus

In order to address geological processes at great depths, rock deformation should ideally be tested at high pressure (&#62; 0.5 GPa) and high temperature (&#62; 300 &#176;C). However, because of the low stress resolution of current solid-pressure-medium apparatuses, high-resolution measurements are today restricted to low-pressure deformation experiments in the gas-pressure-medium apparatus. A new generation of solid-medium piston-cylinder (&#34;Griggs-type&#34;) apparatus is here described. Able to perform high-pressure deformation experiments up to 5 GPa and designed to adapt an internal load cell, such a new apparatus offers the potential to establish a technological basis for high-pressure rheology. This paper provides video-based detailed documentation of the procedure (using the &#34;conventional&#34; solid-salt assembly) to perform high-pressure, high-temperature experiments with the newly designed Griggs-type apparatus. A representative result of a Carrara marble sample deformed at 700 &#176;C, 1.5 GPa and 10-5 s-1 with the new press is also given. The related stress-time curve illustrates all steps of a Griggs-type experiment, from increasing pressure and temperature to sample quenching when deformation is stopped. Together with future developments, the critical steps and limitations of the Griggs apparatus are then discussed.

Rock deformation needs to be quantified at high pressure. A description of the procedure to perform deformation experiments in a newly designed solid-medium Griggs-type apparatus is here given. This provides technological basis for future rheological studies at pressures up to 5 GPa.

新世代グリッグス型装置を使用して、高温高圧変形実験

In order to address geological processes at great depths, rock deformation should ideally be tested at high pressure (&#62; 0.5 GPa) and high temperature ...

環境学

Wind Tunnel Experiments to Study Chaparral Crown Fires

The present protocol presents a laboratory technique designed to study chaparral crown fire ignition and spread. Experiments were conducted in a low velocity fire wind tunnel where two distinct layers of fuel were constructed to represent surface and crown fuels in chaparral. Chamise, a common chaparral shrub, comprised the live crown layer. The dead fuel surface layer was constructed with excelsior (shredded wood). We developed a methodology to measure mass loss, temperature, and flame height for both fuel layers. Thermocouples placed in each layer estimated temperature. A video camera captured the visible flame. Post-processing of digital imagery yielded flame characteristics including height and flame tilt. A custom crown mass loss instrument developed in-house measured the evolution of the mass of the crown layer during the burn. Mass loss and temperature trends obtained using the technique matched theory and other empirical studies. In this study, we present detailed experimental procedures and information about the instrumentation used. The representative results for the fuel mass loss rate and temperature filed within the fuel bed are also included and discussed.

This protocol describes wind tunnel experiments designed to study the transition of a fire from the ground to the canopy of chaparral shrubs.

風洞実験によるシャパラル クラウン火災を検討

The present protocol presents a laboratory technique designed to study chaparral crown fire ignition and spread. Experiments were conducted in a low ...

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory setups is presented. The experiments are easily repeatable compared to operational scale experiments (pool diameter &#8805;2 m), while still featuring quite realistic in situ burning conditions of crude oil on water. Experimental conditions include a flowing water sub-layer that cools the oil slick and an external heat flux (up to 50 kW/m2) that simulates the higher heat feedback to the fuel surface in operational scale crude oil pool fires. These conditions enable a controlled laboratory study of the burning efficiency of crude oil pool fires that are equivalent to operational scale experiments. The method also provides quantitative data on the requirements for igniting crude oils in terms of the critical heat flux, ignition delay time as a function of the incident heat flux, the surface temperature upon ignition, and the thermal inertia. This type of data can be used to determine the required strength and duration of an ignition source to ignite a certain type of fresh or weathered crude oil. The main limitation of the method is that the cooling effect of the flowing water sub-layer on the burning crude oil as a function of the external heat flux has not been fully quantified. Experimental results clearly showed that the flowing water sub-layer does improve how representative this setup is of in situ burning conditions, but to what extent this representation is accurate is currently uncertain. The method nevertheless features the most realistic in situ burning laboratory conditions currently available for simultaneously studying the flammability and burning efficiency of crude oil on water.

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

Here, we present a protocol to simultaneously study the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil under conditions that simulate in situ burning operations on the sea.

その場で燃焼の実験的研究のための実験: 燃焼と原油の燃焼効率

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory ...

Uncoupling Coriolis Force and Rotating Buoyancy Effects on Full-Field Heat Transfer Properties of a Rotating Channel

An experimental method for exploring the heat transfer characteristics of an axially rotating channel is proposed. The governing flow parameters that characterize the transport phenomena in a rotating channel are identified via the parametric analysis of the momentum and energy equations referring to a rotating frame of reference. Based on these dimensionless flow equations, an experimental strategy that links the design of the test module, the experimental program and the data analysis is formulated with the attempt to reveal the isolated Coriolis-force and buoyancy effects on heat transfer performances. The effects of Coriolis force and rotating buoyancy are illustrated using the selective results measured from rotating channels with various geometries. While the Coriolis-force and rotating-buoyancy impacts share several common features among the various rotating channels, the unique heat transfer signatures are found in association with the flow direction, the channel shape and the arrangement of heat transfer enhancement devices. Regardless of the flow configurations of the rotating channels, the presented experimental method enables the development of physically consistent heat transfer correlations that permit the evaluation of isolated and interdependent Coriolis-force and rotating-buoyancy effects on the heat transfer properties of rotating channels.

Here, we present an experimental method for decoupling the interdependent Coriolis-force and rotating-buoyancy effects on full-field heat transfer distributions of a rotating channel.

連結を解くコリオリの力と全視野熱回転浮力の影響回転チャネルのプロパティを転送します。

An experimental method for exploring the heat transfer characteristics of an axially rotating channel is proposed. The governing flow parameters that ...

Laboratory Scale Slow Cook-Off Testing of Rocket Propellants: The Combustion Rate Analysis of a Slowly Heated Propellant (CRASH-P) Test

Solid rocket propellants are widely used for propulsion applications by military and space agencies. Although highly effective, they can be dangerous to personnel and equipment under certain conditions, with slow heating in confined conditions being a particular danger. This paper describes a more affordable laboratory test that is easier to set up and was developed for screening rocket propellant ingredients. Rocket propellants are cast into sample holders that have been designed to have the same confinement as standard rocket motors (propellant volume to total volume in the container) and ensure that the propellant is not easily vented. Reaction violence is quantified by the time it takes to reach 90% of the maximum pressure after autoignition, which is analogous to blast overpressure gauges used to measure violence in a full-scale test. A positive correlation was observed between the speed and pressure produced from the reaction and the power produced by the rocket propellant during the reaction.

Laboratory Scale Slow Cook-Off Testing of Rocket Propellants: The Combustion Rate Analysis of a Slowly Heated Propellant CRASH-P Test

We present a protocol for a laboratory-scale slow cook-off test for solid rocket propellants called the Combustion Rate Analysis of a Slowly Heated Propellant (CRASH-P) test. Confined rocket propellants are slowly heated until autoignition, and both the cook-off temperature and the violence of reaction are measured with dynamic pressure sensors.

ロケット推進剤の実験室規模のスロークックオフ試験:ゆっくりと加熱された推進剤(CRASH-P)試験の燃焼率分析

Solid rocket propellants are widely used for propulsion applications by military and space agencies. Although highly effective, they can be dangerous to ...

Evaluating Primary Blast Effects In Vitro

Exposure to blast events can cause severe trauma to vital organs such as the lungs, ears, and brain. Understanding the mechanisms behind such blast-induced injuries is of great importance considering the recent trend towards the use of explosives in modern warfare and terrorist-related incidents. To fully understand blast-induced injury, we must first be able to replicate such blast events in a controlled environment using a reproducible method. In this technique using shock tube equipment, shock waves at a range of pressures can be propagated over live cells grown in 2D, and markers of cell viability can be immediately analyzed using a redox indicator assay and the fluorescent imaging of live and dead cells. This method demonstrated that increasing the peak blast overpressure to 127 kPa can stimulate a significant drop in cell viability when compared to untreated controls. Test samples are not limited to adherent cells, but can include cell suspensions,&#160;whole-body and tissue samples, through minor modifications to the shock tube setup. Replicating the exact conditions that tissues and cells experience when exposed to a genuine blast event is difficult. Techniques such as the one presented in this article can help to define damage thresholds and identify the transcriptional and epigenetic changes within cells that arise from shock wave exposure.

Evaluating Primary Blast Effects In Vitro

Understanding how cells are modulated by exposure to shock waves can help identify the mechanisms behind injuries triggered from blast events. This protocol uses custom-built shock tube equipment to apply shock waves at a range of pressures to cell monolayers and to identify the subsequent effects on cell viability.

評価プライマリ ブラスト効果の in Vitro

Exposure to blast events can cause severe trauma to vital organs such as the lungs, ears, and brain. Understanding the mechanisms behind such ...

生物工学

<meta charset="utf8"></head><body>RMU温度上昇問題を調査するための包括的なアプローチ

Comparative Study of Simulation of Temperature Rise in Ring Main Unit

The Ring Main Unit (RMU) is a critical device in power distribution systems used for connecting and distributing electricity. However, due to its compact internal structure and high current load, heat dissipation issues are particularly prominent. To address this problem, this study innovatively proposes a simplified RMU model, employing finite element simulation methods to accurately solve for the ohmic losses of conductors under actual operating conditions and obtain ohmic loss data for various components. This is the first in-depth investigation of the RMU's temperature rise problem using such a comprehensive approach. Subsequently, the temperature field was solved using two different temperature field analysis modules, with a detailed comparison and analysis of the simulation results to identify similarities, differences, and trends in temperature distribution. The results indicate that the temperature field solution model, which considers convective heat transfer, is more accurate and aligns with actual operating conditions. This research provides an innovative approach and practical solutions for the design and optimization of RMUs. Future research can further explore multiphysics coupling analysis methods to address structural design and mandatory validation issues for high and ultra-high voltage RMUs and other electrical equipment, thereby providing important insights for engineering design.

<meta charset="utf8"></head><body>著者スポットライト:リング本体装置の温度上昇のシミュレーションと解析

This paper addresses the temperature rise problem of the ring main unit by establishing a simplified model and conducting a comparative analysis in two temperature field-solving modules.

リング本体の温度上昇シミュレーションの比較検討

The Ring Main Unit (RMU) is a critical device in power distribution systems used for connecting and distributing electricity. However, due to its compact ...

通常の温度の上昇を実施し、尾端サボヒーターシステムを介して圧力剪断平板衝突試験を組み合わせる

要約

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動的破壊と断片化の温度依存性を研究するための方法

ブラスト定量ホプキンソン圧力棒を使用して

新世代グリッグス型装置を使用して、高温高圧変形実験

風洞実験によるシャパラルクラウン火災を検討

その場で燃焼の実験的研究のための実験: 燃焼と原油の燃焼効率

連結を解くコリオリの力と全視野熱回転浮力の影響回転チャネルのプロパティを転送します。

ロケット推進剤の実験室規模のスロークックオフ試験:ゆっくりと加熱された推進剤(CRASH-P)試験の燃焼率分析

評価プライマリブラスト効果の in Vitro

リング本体の温度上昇シミュレーションの比較検討

リング本体の温度上昇シミュレーションの比較検討

通常の温度の上昇を実施し、尾端サボ ヒーター システムを介して圧力剪断平板衝突試験を組み合わせる

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動的破壊と断片化の温度依存性を研究するための方法

ブラスト定量ホプキンソン圧力棒を使用して

新世代グリッグス型装置を使用して、高温高圧変形実験

風洞実験によるシャパラル クラウン火災を検討

その場で燃焼の実験的研究のための実験: 燃焼と原油の燃焼効率

連結を解くコリオリの力と全視野熱回転浮力の影響回転チャネルのプロパティを転送します。

ロケット推進剤の実験室規模のスロークックオフ試験:ゆっくりと加熱された推進剤(CRASH-P)試験の燃焼率分析

評価プライマリ ブラスト効果の in Vitro

リング本体の温度上昇シミュレーションの比較検討

リング本体の温度上昇シミュレーションの比較検討

通常の温度の上昇を実施し、尾端サボヒーターシステムを介して圧力剪断平板衝突試験を組み合わせる

風洞実験によるシャパラルクラウン火災を検討

評価プライマリブラスト効果の in Vitro