České vysoké učení technické v Praze Fakulta dopravní 1. listopadu 2018 Praha, Česká republika 1 Instrumentace dělené Hopkinsonovy tyče a jejích modifikací pro testování materiálů za nárazového zatížení. Jan Falta i Abstrakt: Tato práce řeší problematiku instrumentace dělené Hopkinsonovy tyče a jejích modifikací pro dynamická měření materiálů s nízkou mechanickou impedancí (např. kovové pěny a struktury). Zaměřuje se na návrh a realizaci součástí souvisejících se samotným záznamem deformačních pulzů z tenzometrických snímačů tak součástí pro měření průběhu deformace pomocí digitální korelace obrazu (DIC). Součástí práce je také návrh softwarového řešení, poskytující vhodný datový soubor pro předzpracování signálu a následné vyhodnocení experimentu. Použitelnost a spolehlivost implementovaného řešení je potvrzena provedenými experimenty se vzorky auxetických struktur. Klíčová slova: SHPB, instrumentace, tenzometrie, LabView Abstract: This paper presents custom design instrumentation of a Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) and its modification for testing materials with low mechanical impedance (e. g. metal foams, laser sintered structures) under shock loading. Design and implementation of the components related to the strain wave measurement based on strain gauges and displacements measurement using digital image correlation (DIC) technique are summarized in the paper. Aside from the design of the hardware components, the contribution deals also with development of a control software providing suitable data file for signal pre-processing procedure and subsequent evaluation of the experimental data. The applicability and reliability of the implemented solutions is assessed by SHPB experiments with samples of auxetic structures. Keywords: SHPB, instrumentation, strain-gauge measurement, LabView 1. Úvod 1.1. Motivace Mechanické vlastnosti určitých kovových struktur vykazující odlišné chování za různých rychlostí deformace mohou přitáhnout pozornost některých vědců a inženýrů. Z hlediska mechanického namáhání byla pozorována blízká vazba závislosti napětí-deformace na rozdílných zatěžovacích rychlostech. Vzhledem k tomuto pozorování je nutné popsat chování materiálu pro odpovídající zatěžovací rychlosti očekávané v praxi [1, 2]. Dělená Hopkinsonova tyč (dále jen SHPB, z angl. Split Hopkinson Pressure Bar) se rychle stala široce využívaným zařízením, pro testování materiálů za vysokých rychlostí deformace [3]. Jeden ze směrů současného výzkumu pomocí SHPB je testování porézních struktur s pravidelnou nebo nepravidelnou vnitřní strukturu [4-6]. Na problematiku testování porézních struktur a popis mechanismů jejich deformace, se zaměřuje řada autorů. Přehled výsledků těchto publikací lze nalézt v práci G.W. Ma, Z.Q. Ye et al. [7]. i Ing. Jan Falta, ČVUT FD, Ústav mechaniky a materiálů, Na Florenci 25, 110 00 Praha 1, [email protected]
8
Embed
Instrumentace dělené Hopkinsonovy tyče a jejích modifikací ... · Incidentní i transmisní tyč jsou délky 1600 mm a jejich souosý pohyb s přesností 1 mm m-1 zajišťuje
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
České vysoké učení technické v Praze
Fakulta dopravní
1. listopadu 2018
Praha, Česká republika
1
Instrumentace dělené Hopkinsonovy tyče a jejích modifikací pro testování
materiálů za nárazového zatížení.
Jan Faltai
Abstrakt: Tato práce řeší problematiku instrumentace dělené Hopkinsonovy tyče a jejích modifikací pro
dynamická měření materiálů s nízkou mechanickou impedancí (např. kovové pěny a struktury).
Zaměřuje se na návrh a realizaci součástí souvisejících se samotným záznamem deformačních pulzů
z tenzometrických snímačů tak součástí pro měření průběhu deformace pomocí digitální korelace
obrazu (DIC). Součástí práce je také návrh softwarového řešení, poskytující vhodný datový soubor pro
předzpracování signálu a následné vyhodnocení experimentu. Použitelnost a spolehlivost
implementovaného řešení je potvrzena provedenými experimenty se vzorky auxetických struktur.