Study on the dynamic deformation characteristics of pulse shapers for controlling the shape of impact waves

충격파형 제어를 위한 펄스쉐이퍼의 동적 변형 특성에 관한 연구

Split Hopkinson pressure bar(SHPB) is used to obtain compressive stress-strain data and deformation characteristics of brittle materials such as rock and concrete. SHPB demands both dynamic stress equilibrium condition and nearly constant strain rate before the failure of the specimen. Pulse shape technique, which places a thin metal disk between launched impact bar and incident bar, should be adopted to satisfy both conditions. In this study, metallic disks with various shapes were used to control the incident impact wave. The results show that the peak value of stress and the length of waves increased with decreasing thickness and diameter of the pulse shaper. In order to investigate shape and strain rate-dependency of the pulse shapers, dynamic compressive stress-strain curves were obtained and analyzed.

스플릿 홉킨슨 압력 봉(SHPB)실험은 암석 및 콘크리트와 같은 취성재료의 동적 물성과 변형특성을 파악하고 압축 응력-변형율 데이터를 획득하기 위하여 사용된다. SHPB 실험법은 원리상 대상시료가 파괴이전에 동적응력평형 상태와 일정 변형율 속도 조건하여 놓여져 있어야 한다. 이러한 조건을 만족시키기 위하여 충격봉과 입사봉의 충격에 의하여 발생되는 충격 입사파형을 제어할 필요가 있다. 최근에는 원형 디스크를 충격봉과 입사봉 사이에 두어 입사 충격파형을 제어하는 펄스쉐이핑 기법이 적용되고 있다. 본 연구에서는 입사 충격파형을 정밀하게 제어할 목적으로 다양한 형태와 크기의 금속디스크를 대상으로 SHPB 실험을 수행하여 동적 변형 특성을 파악하였다. 펄스쉐이퍼의 두께와 직경이 작아짐에 따라 응력값과 파장은 증가하였다.