De principeschets die jij geeft is een latere modificatie voor trekbelasting van Gilat uit 1991. Het oorspronkelijke apparaat, de zogenaamde "Split Hopkinson Bar" uit 1949 is van Kolsky, vandaar dat de installatie ook wel "Kolsky Bar" wordt genoemd. Het principe hiervan is overeenkomstig de door jouw gegeven figuur (komt van dezelfde site van het DMML van Ohio University):
Het bestaat uit een gas kanon (gas gun) dat bij afschieten een plunjer (striker bar) een hele hoge snelheid geeft. Als deze de aanslag balk (incident bar) raakt veroorzaak hij daarin een elastische drukgolf die als deze bij het proefstuk (specimen) aankomt zich opsplitst in een golf die zich verder voortplant door het proefstuk en één die wordt gereflecteerd en dus terugkaatst. Dat zijn ook de signalen die met rekstrookjes geregistreerd worden:
- epsilon-i = "incident"
- epsilon-r = "reflection"
- epsilon-t = "transmission".
Daaruit kan met wat wiskunde en mechanica het uiteindelijke resultaat gehaald worden, de trekkromme van een materiaal bij hoge vervormingssnelheden:
En dat is dan een materiaalgegeven, als je dat hebt voor een range van reksnelheden, die je in een eindige elementen berekening toepast om voorspellingen te doen van hoe een constructie zich gedraagt als het met zeer hoge snelheid wordt "aangeslagen". Wij gebruikten dat voor scheepsschotten in ruimen waar een granaat in ontplofte, maar dergelijke berekeningen werden ook uitgevoerd om te kijken wat de "impact" is van een vliegtuig dat op een kerncetrale neerstort.
Normaal bepaal je de trekkromme van een materiaal uit de resultaten van een "normale" trekproef met een elektro-mechanische trekbank. Wil je naar hogere snelheden dan doe je dat met een hydraulische bank, die ook wel voor vermoeiingsproeven wordt gebruikt, en voor nog hogere snelheden moet je dan naar een specialistische hydraulische bank. De maximale reksnelheid die je daarmee kan halen ligt ergens bij 200 (mm/mm)/sec, wil je nog hoger dan moet je de Split Hopkinson Bar gebruiken, die wel tot 8000 (mm/mm)/sec en nog hoger kan gaan.
In de jaren 50, 60 en 70 bouwde bijna elk zichzelf respecterend laboratorium op het gebied van materiaalbeproeving wel zo'n apparaat, ander "hoorde je er niet bij". Die populariteit blijkt ook wel uit het feit dat in 1999 er een speciaal symposium werd georganiseerd door de ASME in de VS om de 50 jarige verjaardag van de publicatie van Kolsky te vieren!!!
Citaat uit de aankondiging:
Kolsky’s idea to use two instrumented bars, with a wafer specimen sandwiched between them, was so brilliant that today - fifty years later - this configuration (called also a Split Hopkinson Bar) is the most popular configuration for measuring the response of materials at high strain rates.
Lang verhaal, maar ik vind dit soort geschiedenis altijd leuk.
Overigens, is de eindige elementen methode (EEM of FEM) tegenwoordig zeer wijd verspreid, maar wordt het dikwijls niet meer als zodanig herkend omdat het "verpakt" zit in CAD software voor allerlei specifieke doelen. De methode zelf is tot bloei gekomen in de jaren 70, samen met de opkomst van de computer. CAD software was daar weer de logische spin-off van. Één van de eerste commerciële EEM pakketten (ASKA van de Universität Stuttgart) was begin jaren 70 zo duur dat er in Nederland een speciale associatie werd opgericht (PROGEL) door universiteiten, semi-overheid (TNO, ECN) en bedrijfsleven (ondermeer Shell en RSV) die het pakket voor gebruik door de leden aanschafte. Dat kon vanwege de omvang overigens maar op een paar computers in Nederland. Nu kan je het op een PC draaien.......
Ondertussen is het jouw beurt weer Steffe. Aan jou de moeilijke taak een instrument te vinden dat meer "publiek" trekt.
Ik heb er nog één in deze categorie, en dan stop ik er maar mee. Maar deze éne wil ik nog wel plaatsen, ook vanwege de belangrijke Belgische inbreng.
Maar dat komt wel als ik weer één van de volgende opdrachten goed raad.
Groet,
Ad
ffice
></o