Stanowisko do elektromagnetycznego rozciągania pierścieni jako aparatura umożliwiająca badanie właściwości dynamicznych metali

• Autorzy: Janiszewski J. , Pichola W.

Warianty tytułu

EN

Development of electromagnetic ring expansion apparatus for high-strain-rate test

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono konstrukcję stanowiska do elekktromagnetycznego rozciągania cienkościennych pierścieni metalowych. Stanowisko to zapewnia radialną ekspansję próbki pierścieniowej z maksymalną prędkością radialną przekraczającą 200 m/s. Ponadto, umożliwia ono wychwytywanie elementów sfragmentyzowanego pierścienia z zachowaniem kształtu odłamków po procesie fragmentacji. W artykule szczegółowo opisano układ elektryczny stanowiska oraz dokonano analizy prądowo-napięciowej w układzie solenoidu i w pierścieniu. Stwierdzono, że zastosowanie wysokonapięciowych tyrystorów impulsowych jako przełączników gwarantuje wydajne rozładowanie baterii kondensatorów i może być rozwiązaniem alternatywnym w stosunku do metod opisywanych w literaturze.

EN

The structure of the experimental set-up for electromagnetic ring expansion and investigation results of the electric properties are described in our paper. While earlier expanding ring apparatus were usually equipped with shaped-charge or ignitron switches, we propose that impulse high-woltage thyristors be used as a switch to discharge a capacitor bank. Furthermore, the preliminary results of the copper ring fragmentation properties are presented for different initial charges of a capacitor bank (0,5-2 kV). On the basis of our preliminary record data of the ring motion for expansion at 2 kV we estimated the radial ring velocity as exceeding 200 m/s.

Słowa kluczowe

PL

właściwości metali dynamiczne; elektromagnetyczna metoda pierścieniowa; elektromagnetyczne rozpęczanie pierścieni

EN

high-starin-rate material properties; electromagnetic expanding ring test

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 57, nr 1
• Strony: 71--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Janiszewski J.

autor

Pichola W.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] P. C. Johson, B. A. Stein, R. S. Davis, Measurement of Dynamic Plastic Flow Properties Under Unifrom Stress, Symposium on the Dynamic Behavior of Materials, ASTM Special Publication, no. 336, 1963.
• [2] F. I. Niordson, A unit for testing Materials at High Strain Rates, Experimental Mechanics, January 1965.
• [3] J. R. Asay, L. M. Barker, Interferometric measurement of shock-induced internal particle velocity and spatial variations of particle velocity, Journal of Applied Physics, vol. 45, no. 6, 1974.
• [4] H. C. Walling, M. J. Forrestal, Elastic-Plastic Expansion of 6061-T6 Aluminum Rings, AIAA Journal, vol. 11, no. 8, 1973.
• [5] D. E. Grady, D. A. Benson, Fragmentation of metal Rings by Electromagnetic Loading, Experimental Mechanics, 23, 1983.
• [6] W. H. Gourdin, Analysis and assessment of electromagnetic ring expansion as a high-strain-rate test, J. Appl. Phys., 65, 2, 1989.
• [7] R. Baker, Ring fragmentation predictions using the Gurson model with material stability conditions as failure criteria, International Journal of Solids and Structures, 39, 2002.
• [8] S. Mercier, A. Molinari, Analysis of multiple necking in rings under rapid radial expansion, International Journal of Impact Engineering, 30, 2004.
• [9] N. Triantafyllidis, J. R. Waldenmyer, Onset of necking in electro-magnetically formed rings, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 52, 2004.
• [10] F. Zhou, J. F Molinari, K. T. Ramesh, Analysis of brittle fragmentation of an expanding ring, Computational Materials Science, 37, 2006.
• [11] A. Rusinek, R. Zaera, Finite element simulation of steel ring fragmentation under radial expansion, International Journal of Impact Engineering, 34, 2007.
• [12] D. Landen, S. Satapathy, D. Surls, Measurement of High-Strain-Rate Adiabatic Strength of Conductors, 13th Electromagnetic Launch Technology Symposium, 2006.
• [13] S. Satapathy, D. Landen, Expanding ring experiments to measure high-temperature adiabatic properties, International Journal of Impact Engineering, 33, 2006.
• [14] W. H. Gourdin, S. L. Weinland, R. M. Boling, Development of the electro-magnetically launched expanding ring as a high-strain-rate test technique, Rev. Sci. Instrum., 60(3), 1989.
• [15] R. Panowicz, W. Włodarczyk, J. Janiszewski, Wybór związku konstytutywnego do analizy zachowania się materiału pierścienia rozpęczanego impulsowym silnym polem elektromagnetycznym, Biul. WAT, 56, 4, 2007, 201-222.