Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Measurement procedure of ring motion with the use of high-speed camera during electromagnetic expansion

Janiszewski J.

Metrology and Measurement Systems

|

2012

|

Vol. 19, nr 4

797-804

EN

An optical measurement method of radial displacement of a ring sample during its expansion with velocity of the order 172 m/s and estimation technique of plastic flow stress of a ring material on basis of the obtained experimental data are presented in the work. To measure the ring motion during the expansion process, the Phantom v12 digital high-speed camera was applied, whereas the specialized TEMA Automotive software was used to analyze the obtained movies. Application of the above-mentioned tools and the developed measuring procedure of the ring motion recording allowed to obtain reliable experimental data and calculation results of plastic flow stress of a copper ring with satisfactory accuracy.

2

Ciągliwość dynamiczna stali 38HMJ (1.8509) z warstwą azotowaną w warunkach próby pierścieniowej

Dębski A., Janiszewski J

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

689--692

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych, których celem była ocena ciągliwości stali 38HMJ (1.8509) z warstwą azotowaną (rys. 1) w warunkach dynamicznego odkształcenia plastycznego. Ocenę ciągliwości badanej stali przeprowadzono ze względu na wymagania stawiane materiałom stosowanym w produkcji luf broni strzeleckiej. Badania ciągliwości przeprowadzono zarówno w warunkach kwazistatycznego (rys. 2, tab. 1), jak i dynamicznego odkształcenia. Próby dynamiczne wytypowanej stali wykonano za pomocą niestandardowej metody badawczej, tj. techniki elektromagnetycznej próby pierścieniowej, który zapewnia badanie materiałów w warunkach odkształcenia plastycznego z szybkościami odkształcenia rzędu 104 s–1 (rys. 3 i 4). Ponadto dynamiczne rozciąganie stali 38HMJ zrealizowano z zastosowaniem pośredniej metody napędzania wykorzystującej tzw. pierścień kompozytowy (rys. 5). Do rejestracji i analizy ruchu pierścienia podczas ekspansji promieniowej wykorzystano szybką kamerę oraz specjalistyczne oprogramowanie Tema Motion 2D, gwarantujące dużą dokładność pomiarową (rys. 4 i 6). W wyniku przeprowadzonych prób pierścieniowych stwierdzono, że próbki pierścieniowe z warstwą azotowaną pękają już w początkowej fazie napędzania (rys. 7) na wiele drobnych fragmentów (rys. 8). Obserwacje te dowodzą, że ciągliwość pierścieni ze stali 38HMJ z warstwą azotowaną obniżyła się w sposób drastyczny w porównaniu z pierścieniami wykonanymi ze stali w stanie dostawy (rys. 9). Negatywny wpływ warstwy azotowanej na ciągliwość dynamiczną stali 38HMJ potwierdzają także obliczone wartości wydłużenia obwodowego εθ i odkształcenia równomiernego εr (tab. 3), które osiągnęły zaledwie poziom odpowiednio 0,4 i 0,1%. Jest to niekorzystne zjawisko ze względu na bezpieczeństwo eksploatacji luf broni strzeleckiej, dlatego powinno ono być uwzględnione podczas badań nad zastosowaniem stali 38HMJ w produkcji luf.

EN

The results of experimental studies on ductility assessment of 38HMJ (1.8509) steel with surface enriched with nitrogen under high strain rate loading conditions are presented in this paper. The ductility evaluation of the tested steel was carried out with respect to requirements applying to barrel materials. The ductility studies were performed both under quais-static (Fig. 2, Tab. 1) and dynamic deformation conditions. High strain rate experiments were conducted with the use of the unusual experimental method, that is, an electromagnetic expanding ring technique, which guarantees materials studies with strain rates order of 104 s–1 (Fig. 3 and 4). Moreover, the dynamic tensile of the selected steel was realized by applying the indirect launching method with using a so-called composite ring (Fig. 5). Besides, to record and analyze the ring motion during radial expansion, the high speed camera and specialized Tema Motion 2D software were used to guarantee high measuring accuracy (Fig. 4 and 6). As result of the performed ring tests, it was found that ring samples with surface enriched with nitrogen broke up at the first stage of ring launching (Fig. 7) into many small fragments (Fig. 8). These observations demonstrate that ring ductility of 38HMJ steel with surface enriched with nitrogen decreases in a drastic way in comparison to analogous ring samples made of 38HMJ steel in as-received state (Fig. 9). The negative influence of a nitride layer on the dynamic ductility of 38HMJ steel is also confirmed by the calculated values of circumferencal elongation εθ and uniform strain εr (Tab. 3), which achive only the level of 0.4 and 0.1%, respectively. It is a disadvantageous phenomenon, with respect to requirements applying to barrel materials, therefore it should be taken into consideration during the studies on application of 38HMJ steel in barrels fabrication.

3

Elektromagnetyczny test pierścieniowy w warunkach próżni

Janiszewski J., Pichola W., Maciaszek K.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2011

|

Vol. 60, nr 2

75-82

PL

W pracy przedstawiono konstrukcję próżniowego układu napędzającego, umożliwiającego wykonywanie elektromagnetycznego testu pierścieniowego w warunkach obniżonego ciśnienia. Wykorzystując skonstruowany układ, przeprowadzono badania doświadczalne mające na celu określenie wpływu próżni na zjawisko powstawania łuku elektrycznego i jonizacji powietrza podczas fragmentacji pierścieni wykonanych z miedzi Cu-ET P i stopu aluminium AW 2017A. Otrzymane rezultaty jednoznacznie świadczą, że obecność próżni w trakcie ekspansji elektromagnetycznej ogranicza wyładowanie elektryczne towarzyszące fragmentacji pierścienia i zmniejsza naświetlenie sensora CC D kamery szybkiej. Ponadto, dzięki opracowanemu stanowisku z komorą próżniową, otrzymano fotografie o bardzo wysokiej jakości, pozwalające na obserwacje przebiegu procesu fragmentacji w jego początkowych etapach.

EN

The structure of the vacuum loading assembly for electromagnetic ring expansion at the low-pressure condition is described in this paper. By the use of developed set-up, experimental investigations were performed to determine an influence of vacuum on phenomenon of discharge arc formation and air ionization during fragmentation of ring samples made from Cu-ET P copper and AW 2017A aluminum alloy. The obtained results revealed that due to the vacuum condition, the high overexposure of CC D sensor of high-speed camera resulted from discharge arcs and air ionization generated during ring fragmentation was strongly limited. Moreover, due to vacuum loading assembly, high quality images of the initial stage of the ring fragmentation process were also received.

4

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

Janiszewski J., Pichola W.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2008

|

Vol. 57, nr 1

71-87

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.

5

Próba wyznaczenia wartości stałych równania Johnsona-Cooka na podstawie testu pierścieniowego

Janiszewski J., Panowicz R.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2008

|

Vol. 57, nr 3

273-284

PL

W pracy podjęto próbę określenia stałych do równania konstytutywnego Johnsona-Cooka dla miedzi Cu-ETP na podstawie wyników otrzymanych z elektromagnetycznego testu pierścieniowego. Do wyznaczenia stałych wykorzystano przedstawiony w opracowaniu [1] model matematyczno-fizyczny, opisujący proces elektromagnetycznego rozciągania pierścieni metalowych. Na podstawie dokonanych analiz stwierdzono, że dla otrzymanych wartości stałych równania konstytutywnego Johnsona-Cooka osiągnięto dobrą zgodność wyników obliczeń numerycznych z danymi doświadczalnymi.

EN

An attempt to determine the constants of the Johnson-Cook model for the Cu-ETP copper on the basis of the results obtained from electromagnetic expanding ring experiment is presented in this paper. To identify the constitutive parameters, the theoretical model presented in Ref. 1 was used which describes electromagnetic expansion of a metal ring. According to the performed analysis it was found that for the determined Johnson-Cook model constants, agreement of model calculation results with the experimental ring data is satisfactory.

6

Wybór związku konstytutywnego do analizy zachowania się materiału pierścienia rozpęczanego impulsowym silnym polem elektromagnetycznym

Panowicz R., Włodarczyk E., Janiszewski J.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2007

|

Vol. 56, nr 4

201-222

PL

W pracy dokonano analizy wybranych równań konstytutywnych opisujących zachowanie się metali w warunkach dynamicznego odkształcenia zachodzącego z bardzo dużymi szybkościami. Analizę tę wykonano w kontekście wyboru związku konstytutywnego, który najbardziej poprawnie opisuje zachowanie się metalu podczas rozpęczania cienkościennego pierścienia za pomocą silnego impulsowego pola elektromagnetycznego. Jako kryterium wyboru związku konstytutywnego przyjęto jakościową ilościową zgodność wyników numerycznych z analogicznymi danymi doświadczalnymi zaczerpniętymi z pracy [1]. W wyniku analizy stwierdzono, że największą zgodność z eksperymentem otrzymano przy zastosowaniu związku Steinberga-Guinana oraz PTW.

EN

The selection of a constitutive model from among commonly used models, which in the best way describe dynamics behaviour of material during electromagnetic expanding ring test, is our primary goal in this paper. Five more popular constitutive models are depicted and examined: Johnsosn-Cook (JC), Steinberg-Guinan (SG), Zerilli-Armstrong (ZA), MTS and Preston-Tonks-Wallace (PWT) models. As a criterion of the selection, qualitative quantitative agreement of the numerical results with analogous data obtained from experiment presented in Ref. 1 was taken. It was found that numerical results obtained by using SG or PWT model were the best consistent with experimental data.