Elastic wawe propagation in metals under high strain rates
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 166147
- Danışmanlar: DOÇ.DR. EROL ŞENOCAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
YÜKSEK HIZLI DEFORMASYONLARDA METALLERDE ELASTİK DALGA YAYINIMI ÖZET Bu çalışmada split Hopkinson pressure bar test yönteminin dizaynında dikkate alınması gereken noktalar sunulmaya çalışılmıştır. Deformasyon hızının yüksek olduğu şekil değişimlerinde, malzemelerin buna karşı olan davranışlarında değişiklikler görülür. Statik deformasyonda, kuvvet uygulandıktan, denge oluşuncaya kadar geçen sürede katı her bir / anında dengede kabul edilir. Öteyandan, deformasyon hızı yükselirse, tüm cisim uygulanan gerilme etkisinden aynı anda etkilenmez. Bu durumda, dinamik deformasyon cisimde dalgalar halinde ilerlemektedir. Bu çalışmada, literatürden elde edilen bilgiler ile, elastik, plastik ve şok dalagalanndan kısaca bahsedilmiştir. Elastik dalgalar, SHPB dizaynında önem kazanmaktadır, zira test süresince oluşan elastik dalgalar bir boyutlu olarak SHPB düzeneğinin basma çubuklarında ilerlemektedir (pressure bars, uygulanan kuvvet şiddeti çubukların akma dayanımım geçmeyecek şekilde belirlenir). Düzeneğin basma çubuklarında plastik dalga oluşmaz, ancak numune'nin akma dayanımı uygulanan kuvvet şiddetinden daha düşük olduğu için plastik deformasyon numunede olur. SHPB testinde elastik dalgalar, çarpan çubuğun basmçlı düzenek (gas-gun) tarafından veya benzer bir yöntem ile alan çubuğun (input bar) yüzeyine eksenel olarak çarptırılmasıyla oluşturulur. Çarpma sonucu, çarpan çubuğun çarpma hızına ve malzeme özelliklerine göre farklı şiddetlerde basma tipi gerilme dalgalan oluşur. Bu basma tipi gerilme dalgalan bir boyutlu olarak dizayn edilen baskı çubuklarında ilerler. Test yönteminde numune, iki çubuğun, alan ve ileten çubukların, araşma yerleştirilir. Gerilme dalgası alan çubuk-numune arayüzeyine eriştiğinde, numune ve çubuk malzemeleri arasında malzeme özelliği ve kesit alana bağlı olarak ortaya çıkan mekanik empedans farkından dolayı, dalga'nın bir kısmı çekme dalgası olarak geri yansır ve geri kalan kısmı ise ileten çubuğa geçer. Geleneksel yöntemde, çubukların orta noktalannda çubuk yüzeyine yerleştirilmiş germim ölçerler, wheatstone köprülerinde dengeleme rezistansıdırlar ve voltaj değişimlerini sinyal olarak osiloskop'a gönderirler. Gerinim ölçerlerin boylarındaki uzama ve kısalma wheatstone köprüsü kollan arasında voltaj farkı yaratır. Köprünün kollan arasındaki voltaj farkı osiloskop'a gönderilmeden önce amplifikatör ile güçlendirilir. Osiloskop bu voltaj değişimlerini zamana bağlı olarak kayıt eder. xııKaydedilen veriler bilgisayar' a taşınır ve Wheatstone köprüsünün konfigürasyonu da zaten bilindiğine göre, voltaj değerleri baskı çubuklarının maruz kaldığı gerinim değerlerine çevrilirler. İlgili formüller ile, syansiyaıl ve Süetiien değerleri kullanılarak, numunenin maruz kaldığı gerilme ve gerinme değerleri elde edilir. Daha sonra zamana göre çizilmiş iki eğri (gerilme-zaman, gerinme-zaman) birleştirilerek malzemenin dinamik gerilme-gerinme eğrisi oluşturulur. Belirli bir malzemeye farklı gerinme hızlan ve sıcaklıklarda SHPB yöntemi ile testler yaparak çalışmada özetlenmiş olan bünye denklemlerine ait, örneğin Johnson-Cook denklemi, malzeme sabitleri belirlenebilir. Bunun için bünye deklemi katsayıları doğrusal olmayan regresyon analizi yöntemi ile belirlenebilir. Belirli bir malzeme için katsayılar belirlendikten sonra, malzemenin davranışı ile ilgili bilgilere deney yapmadan bünye denklemleri kullanılarak ulaşılabilir. xm
Özet (Çeviri)
ELASTIC WAVE PROPAGATION IN METALS UNDER HIGH STRAIN RATES SUMMARY The aim of this study is to present the considerations that should be taken into account in the design of a SHPB. When deformation occurs at high strain rates, the behaviour of materials change considerebly. Quasi-static deformation occurs when the time between the applied load and the equilibration of the solid is very short, in other words the solid is in equilibrium at every time step / during deformation. On the other hand, when the rate of deformation increases the whole structure will not effect from the stress at the same time. Thus, dynamic deformation in solids propagate as waves. In this study, from literature, three types of waves briefly described, namely elastic, plastic and shock waves. Elastic Waves are important in the design of a SHPB apparatus, since during the test elastic waves propagate one - dimensionally through the pressure bars of the SHPB. Plastic waves do not occur in the pressure bars (since the applied load pulse is determined such that it does not exceed the yield strength of the pressure bars), however the specimen is deforms plastically because the applied load pulse is determined such that it exceeds the yield strength of the specimen. Elastic waves in the SHPB test, are generated by impacting the striker bar coaxially in the input bar end face by projectiling it by a one-stage gas gun or similar method. Upon impact, a compressive stress wave is generated depending on the velocity and material properties of the striker bar. This compressive stress wave propagates through the pressure bars which are designed as one-dimensional. In the test method, the specimen is placed between the two corresponding end faces of the pressure bars, namely the input (incident) and the output (transmitter) bars. When the stress wave reaches the input bar-specimen interface, due to mechanical empedance difference between specimen and pressure bar materials and the cross sectional area, a portion of the stress wave reflects back as a tensile wave and the remaining portion transmits to the output bar. Strain gages which are usually attached in the middle of the pressure bars, in conventinal method, record voltage changes with respect to time (test duration), since they are configured to act as a balancing resistors of a wheatstone bridge. The contraction and elongation of these gages make the wheatstone bridge unbalanced. The wheatstone bridge output, voltage changes, are magnified by an amplifier and then sent to a DSO (Digital Storage Oscilloscope). Then the oscilloscope records these voltage variations with respect to time. xivThe data is then taken to a computer and since the configuration type of the wheatstone bridge is known, the voltage values are then converted into strain in the pressure bars. By the necessary equations, using Srefiected and Stransmitted the strain and stress in the specimen can be calculated. Later, by combining the two curves the dynamic stress-strain curve of the material is formed. By performing many test to a specific material at different strain rates and temperatures with SHPB, one can determine the material constants of the presented constitutive equations, i.e. Johnson-Cook equation, by fitting the data to the equation by non-linear regression analysis. Once the constants are determined, approximate calculations can be made for that specific material without performing any tests (remaining in the strain rate range at which the test data for the specimen are obtained). xv
Benzer Tezler
- Dairesel kesitli tünellerin deprem etkileri altında numerik analizleri
Numerical analysis of circular tunnels under seismic effects
BURCU BAYRAKTAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN FAHJAN
- Selection of subgrade modulus compatible with displacements obtained from elastic continuum solution for semi-rigid mat foundations
Yarı rijit radye temeller için sürekli ortam modeliyle uyumlu yatak katsayılarının belirlenmesi
MEHMET HAMİT ÖZYAZICIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. YENER ÖZKAN
- Elastic-plastic stress analysis in multiple layered composite plates with holes
Delikli çok tabakalı kompozit plaklarda elastik-plastik gerilme analizi
MEHMET KAYRICI
Doktora
İngilizce
1999
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONUR SAYMAN
- İçinde ısı üretimi olan bir borunun elastik plastik deformasyonunun sıcaklığa bağımlı akma gerilmesi altında incelenmesi
Elastic plastic deformation analysis of a heat generating tube with temperature dependent yield stress
YAVUZ BİÇKES
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Eğitim ve ÖğretimGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜFİT GÜLGEÇ